• 제목/요약/키워드: 밸브성능

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CAE 기반 바이패스 밸브 기본설계에 대한 연구 (A study on the basic design of bypass valve using CAE technology)

  • 오재원;민천홍;조수길;박상현;강관구;김성순;홍섭;김형우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권7호
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    • pp.663-670
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    • 2016
  • 본 논문은 심해저 채광시스템 중 심해저 광물자원의 안전한 양광을 위한 바이패스 밸브의 개념 소개 및 CAE 기반의 바이패스 밸브 요소 설계 기술을 고찰하고 있다. 바이패스 밸브는 다른 해양의 기자재와 같이 고장예방과 안정성 확보를 위해 간단한 구조로 제안되었으나, 유체, 구조, 동적 거동 등의 다양한 영향으로 인해 설계는 복잡하고 어렵다. 설계가 복잡한 바이패스 밸브를 개발하기 위해서 본 연구에서는 CAE 기반 설계 기술을 활용하였다. CAE 기반 설계 기술은 설계, 설계검증, 가상의 실험 등을 한 번에 할 수 있어 바이패스 밸브와 같이 복잡한 설계 문제 해결에 효과적이다. 특히, 바이패스 밸브에 사용되는 스프링은 밸브 특성에서 가장 중요한 응답 성능에 관련된 부품으로 유체력, 동역학을 이용한 CAE 기반 설계 기술을 적용하는 것이 효율적이며, 이를 위해 각 학제들을 연동한 통합설계 모델을 개발하였다. 이러한 통합설계 모델을 바탕으로 바이패스 밸브의 설계 및 설계에 대한 검증을 수행하였으며, 이러한 일련의 과정을 통하여 바이패스 밸브를 개발하였다.

엔진 흡기계의 소음발생 및 전파에 관한 수치연구 (A Numerical Study on the Generation and Propagation of Intake Noise in the Reciprocating Engine)

  • 김용석;이덕주
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
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    • pp.65-70
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    • 1996
  • 엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

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가스 교환 시뮬레이션에 의한 5 밸브 가솔린 엔진의 성능 예측 기술 (Predicting Technique of the Performance for a Five-Valve Gasoline Engine by Gas Exchange Simulation)

  • 성백규;이기형
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.51-58
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    • 2002
  • A simulation model has been developed to predict the performance of 5-valve gasoline engine by gas exchange process with combustion model. In this study, we simulated the intake flow characteristics and performance of 5-valve engine with entwine speed and we compared the 5-valve engine performance with that of 4-valve engine. As a result. the calculated value was in consistency with the measured value relatively. The performance of 5-valve engine was higher than that of 4-valve engine in high engine speed region.

공조.냉동장치의 제어시스템 개발을 위한 팽창밸브 특성 (Expansion Valves Characteristics for Development of Control System on Air Conditioning and Refrigeration Systems)

  • 김재돌;장재은;윤정인
    • 동력기계공학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.34-40
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    • 1998
  • Performance characteristics of a refrigeration systems with various expansion valves and superheat changes were investigated experimentally. Experimental data have been taken utilizing three different devices; a thermostatic expansion valve, a linear type electronic expansion valve and a solenoid type electronic expansion valve. The data taken from tile three types of expansion valves were discussed with the temperature distribution of each zone in the evaporator and the superheat changes of the evaporator outlet In each zone temperature distribution fluctuated larger with the thermostatic expansion valve than with the electronic expansion valves. The optimum superheat ranged from $5^{\circ}C\;to\;15^{\circ}C$, and the superheat with the thermostatic expansion valve showed hunting phenomenon, which affected the evaporating and condensing temperature.

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밸브 타이밍 변화가 3기통 LPG 엔진의 성능과 Idle 특성에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of Valve Timing on the Performance and Idle characteristics of 3-Cylinder LPG Engine)

  • 이지근;이한풍;노병준
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.27-34
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    • 1997
  • The effects of the intake and exhaust valve timing to improve the engine performance in a spark ignition 3-cylinder LPG engine with a closed loop fuel supply system were studied. The engine torque and power have been measured using the 75kW EC-dynamometer while adjusting the optimal fuel consumption ratio with a solen- oid driver. As the results from this experiment, when intake valve opening is $12^{\circ}$ BTDC, intake valve closing is $36^{\circ}$ ABDC, exhaust valve opening is $12^{\circ}$ ATDC, and exhaust valve closing is $36^{\circ}$ BBDC respectively, the best torque characteristics in low and high speeds for a gives engine were obtained. And also we could find that the torque characteristics in low speeds were affected by the timing of exhaust valve open. An increased valve overlap by the EVC delay was ineffectual to the torque characte- ristics improvement in high speeds.

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반응표면법을 이용한 DC솔레노이드 밸브의 형상 최적화 (Shape Optimization of DC Solenoid Valve Using Response Surface Method)

  • 윤희성;황인성;고창섭;김동수;윤소남
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.687-688
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    • 2006
  • DC솔레노이드 밸브의 성능을 나타내기 위해 여러 가지 중요한 파라메터들이 존재한다. 최소 혹은 최대 스트로크 시의 흡입력, 온도상승, 소비전력 그리고 동작시간 등이 있다. 본 논문에서는 동자시간을 최소화시키기 위해 반응표면법을 이용하여 DC솔레노이드 밸브의 형상 최적화를 수행하였고 그 결과를 유한요소법을 이용하여 검증한다.

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스윙형 역지 밸브에 미치는 상류측 교란요소 영향에 관한 실험적 연구 (Experimental Investigation of the Effect of Upstream Disturbances on Swing Check Valves)

  • 송석윤;김양석;박성근
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.309-314
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    • 2004
  • The experimental loop was designed and installed to measure the disc positions, disc back stop load and differential pressure with flow velocity for 3 inch and 6 inch swing check valves. The tests were performed at various conditions of upstream flow disturbance source and distance from the tested check valves to investigate the effect of the upstream flow conditions on the disc stability of the swing check valves. The selected disturbance sources were elbow, globe valve, and orifice. The experimental results are presented herein.

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디젤엔진용 Cam-in-Cam시스템 적용 가변밸브 성능해석 (Performance Analysis of Variable Valve for Diesel Engine with Cam-in-Cam System)

  • 정석철;박정민;김탁규;이진욱
    • 한국분무공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.22-28
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    • 2017
  • In this study, the effects of intake valve closing timing by using Cam-in-Cam system on combustion and emission characteristics for diesel engine were investigated under GT-POWER simulation environment. As a result, it was found that volumetric efficiency and effective compression ratio were decreased as the intake valve closing(IVC) timing is retarded due to its backflow effect. Also, we found that in-cylinder pressure, heat release rate and NOx emission were decreased as IVC timing was retarded. These show that the LIVC(late intake valve closing) can be effective to control AFR and mixing rate in diffusion combustion of diesel engine.

차압이 모터구동 Flexible Wedge형 게이트밸브의 성능에 미치는 영향 (Effect of Differential Pressure on the Performance of Motor Operated Flexible Wedge Gate Valve)

  • 김대웅;유성연
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권2호
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    • pp.151-158
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    • 2007
  • The mechanism of power transmission from motor torque to stem thrust and the operation characteristic of each stroke position are analyzed using the diagnostic signal, and effects of differential pressure on the performance of motor operated flexible wedge gate valve are investigated. Test facility consists of 76 mm motor operated valve(flexible wedge type), pump and pipe system. Static and dynamic test are performed separately, and two differential pressure conditions are applied in the dynamic test. To evaluate the performance of valve, test signals for the torque, thrust, current, voltage and stroke length are acquired by using UDS which is diagnosis device for motor operated valve, and each diagnostic signal is analyzed and compared. The characteristic of valve performance factors such as stem factor, rate of loading, valve factor, are evaluated, and these factors are found to be severely influenced by the fluid differential pressure.

제어밸브 트림부 형태에 따른 성능 비교 평가 (The Performance Comparison Evaluation of Control Valve Shape)

  • 윤인식;김영범;장훈;황지혁;강영미
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2771-2776
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    • 2008
  • AOV is fluid capacity and fluid pressure control in nuclear power plant with heating power plant. The control valve in order channel to control a high differential pressure developed in the form which is complicated and precise control form. Form the research which sees in order description below analyzed the performance comparison which follows in trim forms of the control valve with CFD. The Result, multi-stage trim are a fluid kinetic energy small will prevent damages of AOV.

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