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문제 정의
- 결정된 유량을 기준으로 공기가열기의 공급설비와 공급조건 등을 결정하게 되는데, 이 때 공기가열기의 공급조건에 따라, 즉 유량조건에 따라 단일 공기가열기로 구현이 가능한지, 또는 성능에 따라 여러 종류의 공기가열기를 설계하여 운용할 것인지 등을 결정하여야 한다. 본 연구에서는 간단히 계산해보기 위해 메탄과 수소에 대한 최대 유량을 기준으로 인젝터를 설계하였다.
- 연소식 공기가열기(이하 VAH)는 축열식 공기가열기와 함께 가장 보편적으로 사용하는 고온 공기공급 시스템이다. 여기서는 유사장치의 외국 사례와 극초음속용 VAH 장치의 여러 가지 설계 고려요소 중 연료에 따른 인젝터 설계에 대해 고찰하고자 한다.
- 이외에도 많은 국가들이 다양한 형태의 VAH를 보유하고 있으나, 특이할 점은 연소과정에서 발생할 수 있는 미연 성분이나 탄소입자 등이 스크램젯 연소실로 혼입되지 않도록 완전연소가 가능하고 청정연료로 알려진 연료를 사용하는 것을 알 수 있다. 이는 VAH의 특성상 부득이 하게 발생하는 연소가스가 공기와 혼합되어 스크램젯의 연소실로 공급될 때 이들이 연소특성에 미치는 영향을 최소화하기 위한 것이다.
가설 설정
- 인젝터의 수는 중심에 한 개를 우선 배열하고 이를 중심으로 3열로 배열하였으며, 총 37개의 인젝터로 연료와 산화제를 공급한다고 가정하였다. 일반적인 구조는 보유하고 있는 기존의 램제트용 공기가열기와 같은 구조로 고려하였다.
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