An experimental study on the expansion loss of a supersonic turbine with the cascade position

익렬 위치에 따른 초음속 터빈의 확산 손실에 대한 실험적 연구

A small supersonic wind tunnel was designed and built to study the flow characteristics of a supersonic impulse turbine cascade. Experiments are performed to find flow characteristics of supersonic turbine with the cascade positions and to find factor of expansion loss. The supersonic cascade with a 2-dimensional supersonic nozzle was tested with the cascade positions. Firstly, the flow was visualized by Z-type Schlieren system. Finally, highly complicated flow patterns including shocks, nozzle-cascade interaction and shock boundary layer interactions, flow characteristics of the supersonic turbine were observed.

본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였다. 실험은 익렬 위치에 따른 초음속 터빈의 유동 특성을 파악하고 확산 손실이 발생하는 특성을 알기 위해 익렬의 위치를 조절해가며 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 실시하였다. Z-type 슐리렌(Schlieren) 시스템을 이용하여 유동을 가시화 하였다. 이러한 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 유동박리, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.