[논문자료] 초임계 탄화수소계열 혼합유체의 이중 충돌 제트 분무 가시화

출처: 픽사베이

---

 

본 연구에서는 액체 로켓에 주로 사용되는 이중 충돌 인젝터를 통해 아임계 및 초임계 환경 에서 분무특성을 연구하였습니다.

실제 로켓의 경우 케로신이나 JP-4와 같은 항공유는 기본적으로 혼합물이므로 초임계 환경을 만들기 어려우며 취급성 또한 낮습니다.

그리하여 대체 모델(Surrogate model)을 기반으로 탄화수소계열의 유체를 선정하였으며 임계점의 온도와 압력이 비교적 낮지만 아임계 상태와 초임계 상태를 동시에 모사할 수 있고 취급성 및 경제성에 좋은 데칸(decane)과 메틸사이클로헥산(methylcyclohexane; MCH)을 사용하였다고 합니다.

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO202105650904327

본 연구에서는 액체 로켓에 사용되는 대체모델을 이용하여 초임계 및 아임계 환경에서 이중 충돌 분무를 시행하여 열역학적 상태량에 따른 분열 메커니즘을 압력 챔버와 고속카메라를 통해 가시화하고 해당 이미지를 분석하였고, 탄화 수소계열 연료의 대체 모델은 서로 임계점이 다른 데칸과 메틸사이클로이드헥산을 이용하여 아임계, 근임계, 초임계의 상태량을 환산 압력과 환산 온도로 표현하였다고 합니다.

초임계 수열합성

 

액상합성법의 하나로 고온고압하에서 물 또는 수용액(thermal solution or fluid)을 이용하여 물질을 합성하는 process를 총칭하여 말합니다. Hydrothermal Synthesis(수열합성)는 뜨거운 물과 높은 압력 하에서 mineral 들의 용해도에 의존하는 single crystal의 합성방법으로 직접용융이 어려울 때 많이 쓰이는 합성방법입니다.

 

수열합성에서 Hydrothermal solution (or fluid) 의 역할은 수열합성시 열과 압력의 전달 매체로서 반응제, 용매, 표면흡착제, 촉매 등의 역할을 하며 화학반응과 결정화 촉진, 이온교환이나 추출시 반응용매 역할 침식 및 고화 작용제의 역할을 합니다.

---