A Study on Spray Angle of Dual Swirl Injector with Different Recess Length

Dual Swirl Injector Recess 길이에 따른 분산각 평가

  • 박희호 (충남대학교 기계공학과 로켓실험실) ;
  • 김태한 (충남대학교 기계공학과 로켓실험실) ;
  • 김유 (충남대학교 기계공학과 로켓실험실)
  • Published : 2003.09.01

Abstract

Spray angle of dual swirl injector is established according to the velocity ratio at orifice exit. Due to the internal mixing at recess and lack of correlation for the combined two fluid injection, prediction of spray angle is very difficult. This study deal with experimental work and numerical simulation on spray angle with different recess length. Among the multiphase flow models, the VOF model was selected to simulate the spray angle. Feasibility of numerical analysis are confirmed by comparing the results with the experimental data, and the effect of recess on spray angle are analyzed for single and combined spray case.

Swirl 인젝터는 유체가 접선방향의 주입구를 통해 주입되어 인젝터 내부에서 접선방향 속도와 축방향 속도를 갖고 흐르다 노즐에서는 속도성분비에 의해 결정된 분산각에 따라 흐른다. 이러한 분산각은 특히 이중 swirl 인젝터에서 두 유체가 분무되어 서로 간섭을 주고 특히 recess가 있는 경우 내부 혼합 등의 이유로 예측이 어렵다. 이러한 분산각 현상을 recess 길이별로 실험을 통하여 규명하고 또한 상용 열수력 해석 코드인 FLUENT Version6.0을 사용하여 수치해석하였다. 다상유동 해석 모델중 VOF (Volume Of Fluid)모델을 사용하여 모사하고 실험결과와 비교하여 적용 타당성을 확인하였으며, recess가 단독 분사시와 혼합 분사시 분산각에 미치는 영향에 대하여 분석하였다.

Keywords

References

  1. 홍용식, '우주추진공학',청문각, 1990.2
  2. Vladimir G. Bazarov, 'Hydraulics of Swirl Propellant Injectors, 9th Annual Conference of propulsion Engineehng Research, 1997
  3. N. K. ,Rizk and A. H. Lefebvre, 'Prediction of velocity coefficient and spray cone angle for simplex swirl atomizers', ICLASS-85
  4. Hirt,C.W. and Nichols,B.D., 'Volume of Fluid Method for the Dynamics of Free Boundahes,' Joumal of Computational Physics, Vol 39, pp201-225, 1981 https://doi.org/10.1016/0021-9991(81)90145-5
  5. FLUENT user's manual, version 6.0