초록 ▼

당해년도인 1차년도에는 저공해 연소기 데이터 베이스 구축, 희박연료모듈 설계/제작, 희박연료모듈 내의 유동 해석, 저공해 연소기 분무 기술 및 분무측정 기술개발 작업등을 수행/완료하였다. 본 연구에서 대상으로 하고 있는 희박 연료 분무 기술은 민수용 및 군수용 항공기 엔진에 모두 적용할 수 있는 기술로서, 최대이륙조건에서의 공연비(air/fuel ratio)가 각각 8, 21 인 두 종류의 희박연료모듈이 사용된다. 희박연료모듈의 NOx 배기 특성 및 희박 가연 성능에 미치는 영향을 파악하기 위해 12개의 설계 변수를 선정하였고, T

당해년도인 1차년도에는 저공해 연소기 데이터 베이스 구축, 희박연료모듈 설계/제작, 희박연료모듈 내의 유동 해석, 저공해 연소기 분무 기술 및 분무측정 기술개발 작업등을 수행/완료하였다. 본 연구에서 대상으로 하고 있는 희박 연료 분무 기술은 민수용 및 군수용 항공기 엔진에 모두 적용할 수 있는 기술로서, 최대이륙조건에서의 공연비(air/fuel ratio)가 각각 8, 21 인 두 종류의 희박연료모듈이 사용된다. 희박연료모듈의 NOx 배기 특성 및 희박 가연 성능에 미치는 영향을 파악하기 위해 12개의 설계 변수를 선정하였고, Taguchi 통계적 방법에 따라 16가지 경우의 변수 조합을 결정하였다. 이를 바탕으로 16가지 경우에 대해 유동 해석이 수행되고 있고, 시험용 모델을 제작하여 희박 가연 성능, 고온/고압 조건에서의 배기 특성 등을 파악하기 위한 시험이 진행 중이며, 공전 하강 비행의 모사 조건에서 공연비 21모듈의 희박 가연 성능을 파악하는 시험은 완료되었다. 한편, 문헌 조사를 통하여 항공기용 엔진의 저공해 연소 기술을 검토/정리 하였고, 배기 특성에 영향을 주는 주요 인자를 파악하였다. 또한 설계된 희박연료모듈의 효율적인 연소/분무 시험을 위한 시험 장치를 설계, 제작 하였고, 레이저 평면빔 가시화 시험과 액적의 크기 및 속도를 측정하는데 요구되는 측정 기술을 개발하였으며, 이를 기종의 노즐에 적용하여 개발된 측정 기술을 검증하였다. 희박연료모듈의 유동 특성 및 재순환 영역의 위치/크기 등을 알아보기 위한 유동 해석도 병행하였다. 일련의 시험 및 전산 해석을 통해 최적 설계 조건이 정해지면, 차기 년도부터는 이를 바탕으로 희박연료모듈의 성능 개선을 위한 수정작업이 수행될 것이며, 수정된 희박연료모듈은 다단계 연소기에 설치되어 배기 특성 및 작동 인정성을 검증하기 위한 시험이 수행될 것이다.

Abstract ▼

The following works have been completed in the first year (the present year); collection of the data base on a low emission combustor, design and manufacturing of the lean spray module, CFD analysis of the lean spray module, development of the spray technology for low emissions, and development of t

The following works have been completed in the first year (the present year); collection of the data base on a low emission combustor, design and manufacturing of the lean spray module, CFD analysis of the lean spray module, development of the spray technology for low emissions, and development of the spray diagnostic technology. The lean spray modules for the air fuel ratio of 8 and 21 at the maximum take-off condition are employed. The twelve major parameters which affect the emissions and the lean blow-off characteristics were selected, and the sixteen cases which are combinations of these parameters were selected for optimization through the CFD analysis and model tests. The optimization have been accomplished. The data base for the low emission combustion technology was built through literature survey and the major factors which affect emissions were identified. A test facility for combustion/spray testing of the lean module was designed and built. A visualization technique using a laser sheet illumination and a measurement technique for spray diagnostics were developed.After finding the optimum design parameters through the CFD analysis and tests, design modification of the lean module will be performed in the next year. The modified lean module will be installed in a staged combustor, and a series of testing will be performed to check the emissions and stability characteristics.

목차 Contents

• 제 1장 서론...23
• 제 2장 저공해 연소 기술...37
• 제 2.1절 가스터빈 연소기 및 연료 분무기...38
• 제 2.2절 연료 분무 특성...39
• 제 2.3절 배기물질 생성 기구...43
• 제 2.4절 기존 연소기의 배기 물질 저감 방안...48
• 제 2.5절 화염온도 조절을 통한 배기물질 저감 방안...57
• 제 2.6절 희박/예혼합/예증발 연소기(LPP Combustor)...62
• 제 2.7절 과농연소/급냉각/희박연소 연소기(RQL Combustor)...63
• 제 2.8절 촉매 연소기(Catalytic Combustor)...64
• 제 3장 연소 및 분무 시험 장치 개발...65
• 제 3.1절 공기 공급장치, 전기 가열기 및 배관...65
• 제 3.2절 시험부(Test Chamber)...72
• 제 3.3절 연료공급장치...74
• 제 3.4절 연료가스 냉각장치...74
• 제 3.5절 배기 및 집진 장치...77
• 제 4장 분무 측정 기술 개발...83
• 제 4.1절 분무의 가시화...84
• 제 4.2절 분무 액적 측정장치...87
• 제 5장 희박연료모듈 유동해석...117
• 제 6장 결론...129
• 참고문헌...133