A Study on Effects of Large Tip Clearance in a Turbine Cascade

터빈캐스케이드에서 큰 팁간극에 의한 효과에 관한 연구

Lots of studies about turbine loss have been done especially about tip leakage loss. But these studies deals with small tip clearances which is less than 5 percent chord. Now, like turbopumps, small turbines have larger tip clearance and it is hardly found related papers in open literature. On this study, with varying tip clearance 1% to 20% chord, loss is measured under inlet velocity at 30m/s and Reynolds number based on chord at 210000. It is found that maximum loss coefficient is 0.113 at 10% clearance, and when tip clearance is larger than 10%, loss is not linearly increased anymore.

터빈손실에 관해서 다양한 연구가 진행되어 왔다. 특히 팁 누수에 의한 손실은 주로 블레이드 높이의 5% 이하에 대해 연구되었다. 그러나 터보펌프 등 소형 터빈은 작은 크기로 인해 상대적으로 큰 팁 간극을 가지며 그에 대한 연구결과는 발표된 것을 찾기 힘들다. 본 연구는 입구유속 30m/s, 코드길이 기준 레이놀즈 수 210,000의 조건의 선형 터빈 캐스케이드에서 진행되었으며, 팁 간극은 코드길이의 1%에서 20%까지 총 6가지에 대해 손실을 측정하였다. 실험결과 팁 간극 10%에서 손실계수 최대 0.113으로 측정되었으며, 더 이상 손실이 선형적으로 증가하지 않는 것을 확인하였다.