Design of the Water Injectors for Heat Exchanger in High-Altitude Test Facility

본 연구에서는 유량 0.091 kg/s 로켓 엔진의 25 km 고고도 시험을 위한 고공 환경 모사 장치의 열적 손상을 방지하고자 직접 증발 냉각식 열교환기의 물 분사기 설계 절차를 확립하였다. 물 분사기의 설계는 (1) 물 분사 유량 및 물 분사기 개수 결정, (2) 출구 면적 선정, (3) 분사 각도 설정의 세 단계로 수행하였다. NASA CEA를 이용해 목표 냉각 온도를 만족하는 총 분사 유량을 산출한 결과 0.154 kg/s가 요구되었으며, 11개의 분사기를 균일하게 배치하였고, 물 분사기 출구 직경을 1.2 mm로 설계하였다. 분사 각도는 수치해석을 통해 3°, 18°로 선정하였다.