액체로켓 추력실에서 발생하는 Heat Flux에 관한 실험적 연구

Abstract

일반적으로 액체로켓 엔진의 추력실에서 연소중 어느 정도의 열 유속을 발생하는가를 아는 것은 추력실을 냉각하기 위한 가장 중요한 사항 중에 하나이다. 이에 본 연구에서는 Kerosen/LOx를 추진제로 사용하는 소형 액체로켓 엔진의 추력실에서 발생하는 heat flux를 측정하기 위하여 thin wall chamber를 제작하였다. wall thickness는 1mm로 하였으며 추력실 외벽에 총 9개의 열전쌍을 부착하여 연소시험을 수행함으로써 연소중 변화하는 추력실의 외벽온도를 측저하였다. System을 1차원 비정상상태로 가정하고 측정된 추력실의 외벽온도로부터 one-dimensional the transient energy equation을 이용하여 추력실에서 발생하는 열유속 및 열전달계수를 예측하였다. 혼합비 2,0의 조건에서 실험변수로서 연소압에 변화를 주었으며 실험결과 열전달계수가 연소압에 0.88승에 비례하는 관계식을 얻어낼 수 있었다. In this research, we make the thin wall chamber to the measurement of heat flux of using a Kerosene/LOx liquid rocket engine's thrust chamber. The wall thickness is one millimeter. We measured outside wall temperature of thrust chamber by nine thermocouple. We suppose the system to the one-dimension unsteady state, and so the heat flux and heat transfer coefficient of thurst chamber are calculated using one-dimensional the transient energy equation by outside wall temperature. In this case, O/F ratio is 2.0, experimental variation is chamber pressure and we got the heat transfer coefficient of the proportion relation of 0.88 times for the chamber pressure.