• 제목/요약/키워드: 소형원심압축기

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소형터보압축기 볼류트 내부의 3차원 점성 유동장 해석 (An Analysis on Three-dimensional Viscous Flow Fields in the Volute Casing of a Small-size Turbo-compressor)

  • 김동원;김윤제
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.777-782
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    • 2000
  • The flow fields in the volute casing of a small-size turbo-compressor at different flowrate (design point ${\pm}20%$) are studied by numerical analysis. The governing equations for three-dimensional steady viscous flow are solved using SIMPLE algorithm with commercial code of STAR-CD. Numerical results show that the three-dimensional flow pattern inside the volute casing of a small-size turbo-compressor is strongly influenced by secondary flows that are typically created by the curvature or the casing passages. The flow pattern in the casing also affects the performance of the turbo-compressor. In order to elucidate the loss mechanism through the volute, we prepared the secondary flow, velocity magnitude, and static pressure distribution at the four cross-sectional planes of the casing.

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소형 원심압축기의 성능평가에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Performance Evaluation of a Small-Sized Centrifugal Compressor)

  • 조성국;강신형
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권8호
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    • pp.1052-1063
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    • 1998
  • The performance database of small-sized centrifugal compressors is needed for the design of high performance machines and also for the verification of design tools and analysis software. An impeller is designed, manufactured and tested. The effects of several parameters on the evaluation of performance are investigated and the performance test of parallel diffuser is also carried out. The proper estimation of static pressure, total temperature and blockage at the impeller exit is important for performance evaluation. 4 method in cooperation with 3-D calculation is suggested. The measured performances are in a good agreement with the predicted results. However, there are some discrepancies in efficiency.

가스터빈용 소형 원심압축기의 탈설계점 성능에 관한 실험연구 (Experimental Study on Off-Design Performance of a Small Centrifugal Compressor for Gas Turbine Applications)

  • 오종식;이헌석;오군섭
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.211-218
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    • 2000
  • Off-design experimental performance was investigated for a small centrifugal compressor, whose impeller diameter is about 125mm, used in an industrial gas turbine. Test rig was designed and manufactured with a radial inflow turbine and a combustor to supply driving power to the compressor. Static pressure was measured on the casing of the impeller, vaneless diffuser, vaned diffuser and volute. Total pressure was obtained using specially fabricated rakes at the vaned diffuser throat and exit. Circumferential nonuniformity was found, near surge, in the Impeller, vaned diffuser and volute region. Spanwise nonuniform flow from the impeller affected the total pressure defects in the vaned diffuser region. Static pressure distortion in the circumferential direction in the volute was found near surge, where the minimum occurred near 140 degree position.

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소형 터보압축기 베인 디퓨저 확대각 변화에 따른 유동특성 고찰 (Effects of the Variation of Divergence Angle of Vaned Diffuser on the Flow Characteristics of a Small-size Turbo-compressor)

  • 김홍식;정조순;김윤제
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.813-818
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    • 2001
  • The flow characteristics of the vaned diffuser were complicated with geometric shapes. We have studied the effects of various vaned diffuser configurations, such as divergence angles and rectangular and conical cross-section shapes. Numerical analyses are carried out for the diffuser and casing. The pressure recovery coefficient was calculated to estimate the performance of the diffuser, and then compared with the measure data. Results show that the shapes and the divergence angles of the diffuser strongly influence on the performance of the small-size turbo-compressor.

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분리축 방식 소형 터보축 엔진의 정상상태 모사 및 실험연구 (A Study on Steady-State Simulation and Experimental Test of Small Turbo Shaft Engine with Free Power Turbine)

  • 공창덕;기자영;고광웅
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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    • pp.23-23
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    • 1997
  • 다목적으로 활용할 수 있는 분리축 방식의 터보축 엔진 개발을 위한 정상상태 해석 프로그램의 개발과 함께 동일 형식의 가스터빈엔진 시험장치를 이용한 실험을 통해 프로그램의 해석결과와 비교, 그 타당성을 입증하였다. 실험에 이용된 시험장치는 1단 원심형 압축기, Can형 연소기, 1단 Radial형 압축기 터빈 및 동력터빈으로 구성되어 있으며 출력은 3상 교류발전기를 통해 획득된다. 해석에 사용된 주요 구성품의 성능곡선은 시험장치 제작자로부터 획득된 자료를 이용하였으며, 경우에 따라 시험장치를 이용한 실험을 통하여 보정하였다. 시험장치를 이용한 실험결과를 프로그램 해석결과와 비교한 결과, 시험장치의 운용제한에 의해 실제 자동영역이 제한되기는 했으나, 압력비, 출력 등 주요 변수들에서 10% 미만의 오차를 보였다.

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소형 원심 압축기의 성능 향상을 위한 베인 없는 디퓨저와 볼류트 케이싱의 설계에 관한 연구 (A study on the vaneless diffuser and volute casing design for the improvement of small centrifugal compressors)

  • 조재필;백승윤;김성돈;안규복
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.3722-3730
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    • 2015
  • 하수 처리용으로 사용되는 소형 원심 압축기의 베인 없는 디퓨져와 볼류트 케이싱의 성능 개선을 수행하였다. 기존의 두 모델은 임펠러가 동일하나, 베인 없는 디퓨져의 폭과 길이 및 볼류트 케이싱의 형상은 서로 다르다. 기존 모델에 대한 실험과 유동해석 결과를 바탕으로 베인 없는 디퓨져와 볼류트 케이싱의 설계를 변경하였다. 세 모델에 대한 연구 결과로부터, 볼류트 케이싱의 단면적 및 입구 반경 길이는 볼류트 혀와 베인 없는 디퓨져 및 임펠러와의 상호작용 강도에 영향을 주었고, 시스템 손실량에 변화를 나타내었다. 베인 없는 디퓨져 폭이 감소하면 임펠러의 효율은 증가했지만 디퓨져에서의 손실도 증가하였다. 결과적으로 개선된 모델의 효율이 설계 점에서 기존 대비 약 2.88%p 향상된 것이 유동해석 결과로 확인되었다.

유체-구조 연성해석 기법을 이용한 소형 터보차저 건전성 향상 연구 (Improvement of the Structural Soundness of a Small-Sized Turbocharger Using Fluid-Structural Interaction Analysis)

  • 곽우경;김윤제
    • 자동차안전학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.24-29
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    • 2016
  • A small-sized turbocharger is generally used in downsizing engine for various vehicles. When a centrifugal compressor, which is one of the crucial units of the turbocharger, is downsized, the compressor has much more possibilities of being damaged because of its high rotating speed, causing insecure structural soundness. Thus, it is of essential to study on the improvement of the structural soundness of a small-sized turbocharger. In this study, numerical analysis on the various blade geometries and mass flow rate of the compressor was performed using the commercial software ANSYS CFX. In addition, the evaluation on the structural soundness of a compressor impeller for respective cases was conducted using ANSYS Mechanical. As a result, it was shown that the compressor had higher efficiency with increasingly secured structural soundness.