Journal of Advanced Marine Engineering and Technology

  • 제38권4호
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  • Pages.418-423
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  • 2014
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  • 2234-7925(pISSN)
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  • 2234-8352(eISSN)
한국마린엔지니어링학회 (The Korean Society of Marine Engineering)
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50kW급 횡류수차 내 공기 유입이 성능에 미치는 영향

Effect of air inflow on the performance of a 50kW-class cross-flow turbine

  • Kim, Jun-Ho (R&D 1 Team, R&D Center, Hyosung Goodsprings Inc.)
  • 투고 : 2014.04.01
  • 심사 : 2014.05.14
  • 발행 : 2014.05.31
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초록

최근 소수력 발전은 화석에너지의 고갈 및 환경 문제를 해결할 수 있는 대안으로 우리나라 뿐만 아니라 세계 각국이 심혈을 기울이고 있다. 본 연구에서는 소수력 발전의 최적화를 위해 입지 조건 및 특성을 고려하여 저 중낙차 및 유량 변동이 심한 지역에 적합하도록 2개의 가이드 베인을 갖는 횡류수차를 개발하여 실증시험을 실시하였다. 또한 CFD를 이용한 선행 연구 결과를 바탕으로 하여 수차 입구단의 낙차를 일정하게 유지한 상태에서 공기 유입 및 밸브 위치에 따른 성능 변화를 검증하였다. 그 결과 공기 유입이 재순환 유동과 러너를 통과한 유체가 주축에 충돌하면서 발생하는 수력학적 손실을 최소화시킬 수 있어 수차의 성능과 효율 개선에 효과적임을 검증할 수 있었다.

Small hydropower has been considered as a solution to resolve the problem of exhaustion of fossil fuel and industrial pollution. In this study, we developed and tested a Cross-Flow Turbine with two guide vanes to optimize the small hydropower for the site condition with large fluctuation of head and flow rate. Furthermore, in the condition of constant inlet head, CFD analysis was carried out to analyze the effect of air suction and valve position on the performance characteristics. The results showed that the air suction can minimize the hydraulic loss caused by the Recirculation flow in the runner passage and flow impact on main shaft so that it can increase the turbine efficiency and output power.

키워드

참고문헌

  1. D. H. Meadows, D. L. Meadows, and J. Randers, Beyond the Limits Confronting Global Collapse, Envisioning a Sustainable Future, Chelsea Green Publishing Company, Vermont, U.S.A., 1992.
  2. Y. D. Choi, J. I. Lim, and Y. H. Lee, " Performance and internal flow analysis on the 80kW-class cross-flow hydro turbine with the variation of effective head," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 34, no. 5, pp. 703-710, 2010. https://doi.org/10.5916/jkosme.2010.34.5.703
  3. Y. D. Choi, J. I. Lim, Y. T. Kim, and Y. H. Lee, "Effect of nozzle shape on the performance and internal flow of a cross-flow hydro turbine," Journal of the Fluid Machinery and Systems, vol. 11, no. 4, pp. 45-51, 2008. https://doi.org/10.5293/KFMA.2008.11.4.045
  4. Y. D. Choi and S. W. Son, "CFD analysis on the performance and internal flow of a micro cross-flow hydro trubine in the rang of very low specific speed," Journal of the Fluid Machinery and Systems, vol. 15, no. 6, pp. 25-30, 2012.
  5. J. Fukutomi, Y. Nakase, and T. Watanabe, "A numerical method of free jet from a cross-flow turbine nozzle," Bulletin of the Japan Society of Mechanical Engineers, vol. 28, no. 241, pp. 1436-1440, 1985. https://doi.org/10.1299/jsme1958.28.1436
  6. J. Fukutomi, Y. Senoo, and Y. Nakase, "A numerical method of flow through a cross-flow runner," International Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers, Vol. 34, no. 1, pp. 44-51, 1991.