Abstract
This paper presents the flow passage design for a window cooling device, which have a conical poppet valve and an emissive orifice. Computational flow analysis and experiment are conducted according to the poppet strokes. The results show satisfactory flow characteristics that pressure is reduced enough to endure material strength and the flow does not choked inside window. The correction factor of discharge coefficients is found between 2-dimensional analysis and experiments, which is applied to control coolant flow rates of the window cooling device.
본 연구에서는 적외선 윈도우의 냉각을 위해 포펫 밸브와 방사형 오리피스로 구성된 냉각장치 유로를 설계하였다. 필요한 냉각제의 양은 운용조건에 따라 달라지므로 포펫 행정거리에 따른 유동장의 유량과 윈도우 전후단 압력 변화를 유동해석을 통해 예측하고 실험을 통해 이를 확인하였다. 설계된 포펫과 방사형 오리피스 유로는 윈도우 냉각에 필요한 유량을 공급하며 윈도우 구조 강도를 만족하도록 내부 압력을 낮추고 적외선 이미지 신호의 왜곡이 없도록 아음속으로 유지하여 요구 조건을 충족시켰다. 실험으로 측정된 유량을 이용하여 윈도우에서의 송출계수와 2차원 해석결과 사이의 보정계수를 확인하였으며 이를 냉각장치의 유량제어에 사용하였다.