LOX conditioning을 위한 재순환배관의 성능해석 및 설계인자 파악

In cryogenic feeding system of turbo pump fed liquid-propulsion rocket, rise of cryogenic propellant temperature can bring into geysering in pipe or cavitation in turbo pump. In this paper, performance analysis of recirculation line which is one of the method to inhibit these phenomenon is carried out based on the configuration of KSLV-I 1st stage LOX feeding system, and parametric study to find design parameter. Diameter and re-entrance height, initial LOX temperature, ullage pressure, and natural convection heat transfer coefficient are varied to see the effects on performance. Additional He is injected into recirculation line to promote LOX recirculation. 1-dimensional analysis using network-solver, SINDA/FLUINT is carried out.

액체추진기관의 극저온 추진제 공급부에서 추진제의 주입 후 대기시간 동안의 온도상승은 배관내의 geysering 현상 및, 점화시 터보펌프에서의 cavitation을 발생시킬 수 있다. 본 자료에서는 이런 문제를 해결하는 방법 중 하나인 재순환배관 방식에 대하여 KSLV-I 예비안의 산화제부 형상을 바탕으로 LOX를 산화제로 사용한 경우에 있어서 그 성능을 파악하였다. 또한, 다양한 parametric study를 통하여 재순환배관의 설계인자를 찾고자 하였다. 재순환배관의 직경, 초기 LOX 온도, 재순환배관 높이, ullage 압력, 열전달 계수 등의 변화에 의한 영향 및 추가적인 He 분사를 통한 순환 촉진 효과를 살펴보았다. 상용 열유체해석프로그램인 SINDA/FLUINT를 사용하였고 1차원적으로 해석을 수행하였다.