연구용 고압 연소실 설계
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2016
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Korean
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학술저널
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918-924(7쪽)
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고온 및 고압 상태에서 연소는 높은 최대 출력, 추력, 혹은 고효율 기관의 필수적인 요소이며 이를 위해 이에 상응하는 압력 조건에서 연소 현상 및 안정성의 정량적인 계측과 연구가 필요하다. 서울대학교에서 최대 50bar, 800K로 예열된 고압 공기를 주입하는 난류 제트 연소를 구현하는 연소실의 설계를 완성하였다. 본 연구용 연소기는 일반적인 캔 형상의 가스터빈 연소기를 토대로 설계되었으며 바이패스 공기가 흐르는 외부 케이싱 및 내부 라이너의 2중 구조로 구성된다. 가압되어 공급되는 주 연소 공기는 선회기를 거쳐 난류 화염이 안정화되며 혼합기는 부분적으로 예혼합되어 반응한다. 본 연소실은 고압 난류 제트 연소를 주입 공기 유량을 최대 176L/min(50 bar 기준 171 g/s)으로 구현하며 차세대 고압 가스터빈 엔진의 운전 조건을 실현할 수 있다. 연소기로 주입되는 연소 공기는 전체 공기 유량의 22%(총 공기 유량 768g/s)이며 추가적인 바이패스 공기가 전체 유량의 67%로 주입되어 라이너 냉각과 연소 공기를 희석시킨다. 본 논문에서는 연소기의 설계와 주요 부품 및 기능들이 소개되어있다.
더보기Operating combustors under high pressure and high temperature condition is essential for practical applications to achieve the highest possible power, thrust, and/or thermal efficiency. Accordingly, it is important to quantitatively measure and intensively investigate the combustion dynamics and stability in the relevant high pressure combustion environments. Therefore, a newly designed combustion chamber for high-pressure combustion research that accommodates partially premixed and swirl stabilized turbulent flames with wide optical-access windows is under construction at SNU. This lab-scale gas turbine combustor can burn fuels at up to 50 bar and 800 K at the intake being capable of reproducing operation conditions of current and next-generation high-pressure gas turbine combustors. Main combustion air flow rate is set to 176 L/min (approximately 171 g/s at 50 bar) that is approximately 22% of the total air flow rate (768 g/s at 50 bar), and the bypass air (67% of the total air flow) cools the liner and dilutes the high temperature combustion products. Detail designs and functions of the individual components are briefly introduced in this paper.
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