초임계 압력조건에서 액체추진체의 연소특성 해석

Abstract

본 연구에서는 초임계 압력조건에서 액체 추진체의 연소특성을 수치적으로 연구하기 위하여 진행되었다. 액체메탄/액체산소 비예혼합화염의 연소특성을 알아보기 위하여 CHEMKIN OPPDIF[1] 코드를 이용하였으며, 실제유체 효과를 고려하기 위해 일반화된 상태방정식과 열역학적 물성치, 수송 물성치에 관한 물리 모델을 적용하였다. 수치 모델을 검증하기 위하여 의 천이임계조건에서 메탄/산소, 수소/산소비예혼합화염에 대한 수치결과[2, 3]와 비교하였다.그리고 초임계 압력조건에서 일어나는 비선형적인 열역학적 거동과 화염특성을 알아보기 위하여 작동압력과 분사온도에 따른 결과를 도출하였다. 액체추진체가 예열되는 구간에서 Pseudo-boiling 현상이 일어나는 것을 확인하였으며, 작동압력을 증가하거나 액체 산소의 분사온도를 증가함에 따라 달라지는 연소특성에 대해 논의하였다.