스월 동축형 인젝터에 의해 형성되는 메탄-산소 확산화염의 연소특성

Abstract

본 연구에서는 모델연소실 내부 메탄-산소 확산화염의 연소특성을 분석하기 위해 추진제의 다양한 분사조건에서 연소실험을 수행하여 연소안정한계 측정 및 화염의 형상변이를 관찰하였다. 연구 결과, 추진제가 이론당량비 조건으로 접근할수록 높은 산소 Reynolds 수(<TEX>$Re_o$</TEX>) 구간에서도 안정적인 부상화염이 관찰되었으며, 가시화염의 길이는 증가하고, 부상높이는 감소하는 경향이 나타났다. 스월 동축형 인젝터에 의한 추진제의 스월효과로 인해 폭이 넓고, 길이가 짧은 화염이 생성되어 연소실 크기가 제한적인 추력기에서의 사용이 적합함을 확인하였다. In order to analyze combustion characteristics of methane-oxygen diffusion flame in a model combustor, combustion experiments were carried out under various spray conditions of propellant scrutinizing combustion stability limit and flame shapes. As the propellant approached the theoretical equivalence ratio condition, a stable detached flame was observed even under high oxygen Reynolds number. And the length of the visible flame increased and the lift-off distance of the flame exhibited a tendency toward decrease. Due to the swirl effect of the propellant by the swirl-coaxial injector, a wide and short flame was produced. Thus, it may be appropriate to employ the swirl-coaxial injector in thrusters having a limited physical dimension.