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Cavitation instabilities of an inducer in LOX pump = 산화제펌프 인듀서의 캐비테이션 불안정성
서명 / 저자 Cavitation instabilities of an inducer in LOX pump = 산화제펌프 인듀서의 캐비테이션 불안정성 / Dae-Jin Kim.
저자명 Kim, Dae-Jin ; 김대진
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2017].
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DME 17025

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초록정보

Inducers are critical to the minimization of the degradation of a liquid oxygen (LOX) pump and the maximization of the thrust-to-weight ratio of liquid rocket engines, but create cavitation instabilities that have adverse effects on its reliabilities. To examine the cavitation instabilities of an inducer in a LOX pump, two kinds of working fluids, water and liquid oxygen, were employed. The cavitation instabilities were measured with an accelerometer installed on the pump casing, instead of pressure pulsation sensors, which are complicated to install. The flow coefficient and the head slightly decrease with decreases in the cavitation number before the cavitation breakdown. Several cavitation instabilities were clearly identified with the accelerometer regardless the fluids. Especially the super-synchronous rotating cavitation and asymmetric cavitation are dominant in accelerometer signals, which had radial impacts on the rotordynamcis. The features of the instabilities are well-matched with the previous studies and the pressure pulsation sensor data. In addition, the fluids effects were explored. When flow coefficients were 0.09 and 0.10, super-synchronous rotating cavitation was found in a similar cavitation number range for both fluids. Whereas, when the flow coefficient was 0.11, the cavitation numbers of the cavitation instabilities in the liquid oxygen test are smaller than those of the water test.

인듀서는 산화제펌프의 성능 감소를 최소화하고 액체로켓엔진의 , 중량 대비 추력을 극대화하는데 필수적인 요소이다. 반면 인듀서에서는 펌프의 안정성에 악영향을 미치는 캐비테이션 불안정성이 발생한다. 산화제펌프 인듀서의 캐비테이션 불안정성을 파악하기 위해 물과 액체산소의 두 가지 액체를 사용한 시험을 실시하였다. 캐비테이션 불안정성은 설치가 어려운 압력섭동센서 대신 가속도계를 펌프 케이싱에 부착하여 측정하였다. 캐비테이션 붕괴점 이전에서는 캐비테이션 수가 작아짐에 따라 펌프의 유량계수와 양정이 점진적으로 감소하였다. 두 매질에서 모두 가속도계를 통해 여러 가지 캐비테이션 불안정성이 성공적으로 관측되었다. 특히 초조화 선회 캐비테이션과 비대칭 캐비테이션과 같은 축계에 반경방향으로 힘을 가하는 불안정성이 가속도계 신호에서 탁월하였다. 불안정성의 특징은 기존 연구 결과 또는 압력 섭동 센서 계측 결과와 잘 일치하였다. 또한 유체의 영향 또한 연구되었는데, 유량계수가 0.09와 0.10일 때 두 유체에서의 초조화 선회 캐비테이션은 비슷한 캐비테이션 수에서 발생하였다. 반면, 유량계수가 0.11일 때에는 액체산소 시험에서 불안정성이 발생하는 캐비테이션 수가 감소하였다.

서지기타정보

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청구기호 {DME 17025
형태사항 vii, 67 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김대진
지도교수의 영문표기 : Hyung Jin Sung
지도교수의 한글표기 : 성형진
수록잡지명 : "Cavitation Instabilities During the Development Testing of a Liquid Oxygen Pump". Journal of Propulsion and Power,
수록잡지명 : "Cavitation instabilities of an inducer in a cryogenic pump". Acta Astronautica , v.132, pp.19-24(2017)
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 기계공학과,
서지주기 References : p. 61-66
주제 LOX pump
Inducer
Cavitation instability
Super-synchronous rotating cavitation
Asymmetric cavitation
산화제펌프
인듀서
캐비테이션 불안정성
초조화 선회 캐비테이션
비대칭 캐비테이션
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