혼합실 직경은 이상류 인젝터 성능에 중요한 영향을 미친다. 난류 제트 이론을 결합하여 본 논문에서는 이상류 인젝터 혼합실 직경에 대한 제트 분석 설계 방법을 제안한다: 혼합 제트 유량이 인젝터의 목표 총 유량에 도달할 때 제트 외곽 경계의 직경이 최적 혼합실 직경이다. 이 방법에 따라 특정 모델 CO2 인젝터의 혼합실 직경을 최적화하였으며, 0.5의 인젝션 비율에서 최적 직경은 2.4 mm이다. 수치 시뮬레이션을 통해 혼합실 직경이 CO2 인젝터 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 결과는 동일 조건에서 혼합실 최적 직경이 2.2 mm임을 보여준다. 혼합실 직경이 2.4 mm일 때, 인젝터 압력 상승은 0.9 MPa로 최적화 전보다 57.9% 향상되었다. 제트 이론을 결합하여 무차원 최적 혼합실 직경에 대한 상관식을 도출하였다. 인젝션 비율이 0.4~0.8일 때 무차원 최적 직경은 1.7~2.1이다. 상관식 예측 결과는 CFD 시뮬레이션 결과와 -6%~10% 차이로 공학적 최적 혼합실 직경 예측에 사용할 수 있다.

인젝터; 혼합실; 이상류; 제트; 최적화