• 제목/요약/키워드: 소형터보압축기

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차량용 디이젤 엔진의 터어보과급화 (Turbocharging of automotive diesel engine)

  • 홍중석
    • 오토저널
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    • 제5권2호
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    • pp.1-14
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    • 1983
  • 총차량 중량이 15ton이 넘는 대형 트럭의 경우 1970년도에 18%에 불과하던 터보 챠저엔진의 비율은 점차 증가하여 1977년에 42%에 달하였고 1990년도에는 75%까지 증가할 것으로 예상 된다. 또한 현재 터보 챠저엔진의 BMEP는 11.2kg/$cm^{2}$, after cooled엔진은 13.6kg/$cm^{2}$에 이르나 앞으로는 after cooled엔지의 BMEP는 13-17kg/$cm^{2}$로 증대할 것이다. 그러나 터보 챠저엔진의 최대의 단점은 저속에서의 낮은 boost압력과 고속에서의 over boost압력을 갖는다는 것이나, 현재까지는 뚜렷한 해결책을 찾지 못하고 있는 실정이다. 따라서 1980년대에는 현재 사용되고 있는 터보 챠저나 이를 개선한 고성능 터보챠저를 부 착한 엔진이나 after cooled엔진이 주로 사용될 것으로 보인다. 앞으로 터보 챠저가 대형트럭용 엔진에 더욱 확대 사용되고 또 소형 디이젤 엔진이나 가솔린 엔진에서도 이용되기 위해서는 (1) 저속에서의 boost압력 증대 (2) 압력비의 증대 (3) 압축기 사용 flow range의 확대 (4) 소형 터보 챠저의 개발 등이 수반되어야 하며 이외에도 배기가스의 효율적인 에너지전달, 콤푸레샤 효율의 증대, 굉음의 감소, 저렴한 터보 챠저 및 after cooler의 개발, 터보 챠저의 소형화 등이 이루어져야 할 것이다.

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고부하 1단 축류형 압축기 공력 설계 및 성능 예측 (Aerodynamic Design and Performance Prediction of Highly-Loaded 1 Stage Axial Compressor)

  • 강영석;박태춘;양수석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.101-104
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    • 2010
  • 최근 무인기 혹은 소형 항공기들에 대한 수요가 증가함에 따라 소형 터보제트 혹은 터보팬 엔진의 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 이러한 소형 엔진은 요구 추력을 달성하면서 크기와 무게를 줄이는 것이 가장 중요한 설계 인자인데, 이는 곧 비추력(Thrust to Weight) 값이 매우 높음을 의미한다. 비추력 값이 높은 엔진을 설계하기 위해서, 압축기 혹은 터빈 등의 핵심구성품의 경우 크기를 줄이고 단수를 줄이는 방법이 가장 효과적이다. 특히 축류압축기의 경우 일반적으로 다단으로 구성하는데 여러 단으로 구성된 압축기 중에서 단수를 줄이고 남은 단에서의 압력비를 높이는 '고부하 압축기'를 채용함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다. 최근 국내에서도 축류형 압축기에 대한 개발의 필요성이 꾸준히 제기되고 있으며, 이에 본 논문에서는 고부하 축류형 압축기의 설계 및 성능 리뷰 중 주요한 사항에 대해 소개하고자 한다.

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유동해석을 통한 소형 터보압축기 성능 개선 설계에 관한 연구 (A STUDY ON IMPROVED DESIGN OF SMALL SIZE TURBO-COMPRESSOR USING COMPUTATIONAL FLUID ANALYSIS)

  • 김승민
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.142-146
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    • 2010
  • This study presents the design of small size turbo-compressor to increase the performance using computational fluid analysis. A three dimensional computation was conducted changing the main parameters of impeller blade and diffuser shape, respectively, and the design was performed on a basis analysis of result of that. As a result, the Improved shapes show the increase of efficiency in comparison with the existing shape. This study will be used as useful reference data to establish the design concept of the small size turbo-compressor and to improve its performance.

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직접 구동방식의 터보 압축기를 위한 150마력,70,000rpm 초고속 전동기 구동 시스템 개발 (The Development of 150HP/ 70,000rpm Super High Speed Motor Driver for Direct Drive Method Turbo Compressor)

  • 권정혁;변지섭;최종경
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제40권1호
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    • pp.45-54
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    • 2003
  • 종래의 터보기기는 회전자의 높은 회전속도를 얻기 위하여 증속기어를 사용하였으나 근래에는 초고속 전동기를 적용하여 기계적인 효율 및 시스템의 소형차에 관한 연구가 활발히 진행중이다. 본 논문은 직접구동방식의 터보 압축기를 위한 초고속 영구자석 동기전동기 구동시스템에 관한 논문으로서 150마력 70,000rpm 영구자석 동기전동기 구동시스템을 개발하여 상품에 적용하였다.

가변 안내익 및 정익을 가지는 소형 터보팬 엔진의 성능예측을 위한 통합 해석법 연구 (An Approach for the Integrated Performance Analysis of a Small Turbofan engine with Variable Inlet Guide and Variable Stator Vane)

  • 김상조;김동현;손창민;김귀순;김유일;민성기
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.23-32
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    • 2012
  • 본 연구에서는 가변 안내익과 가변 정익을 가진 압축기가 적용된 소형 터보팬엔진의 통합성능해석법에 대한 연구를 수행하였다. 통합해석을 위해 Isight를 이용하여 엔진성능해석프로그램(NPSS)과 압축기탈 설계점 성능프로그램(STGSTK)을 연계하여 해석할 수 있는 절차 및 연계프로그램을 구축하였다. 각각의 해석프로그램은 실험데이터와 비교하여 타당성을 검증하였다. 이러한 통합 해석법을 적용한 결과 탈설계점에서 요구되는 서지마진을 가지는 가변시스템의 작동 조건을 예측할 수 있었다.

소형터보압축기 회전차와 볼류트의 상호작용 (Interaction of Impeller and Volute in a Small-size Turbo-Compressor)

  • 김동원;안병재;김윤제
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.807-812
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    • 2001
  • The effects of casing shapes on the interaction of the impeller and volute in a small-size turbo-compressor are investigated. Numerical analysis is conducted for the compressor with circular and single volute casings from inlet to discharge nozzle. In order to predict the flow pattern inside the entire impeller, vaneless diffuser, and casing, calculations with a multiple frame of reference method between the rotating and stationery parts of the domain are carried out. For incompressible turbulent flow fields, the continuity and three-dimensional time-averaged Navier-Stokes equations are employed. To predict the performance of two types of casings, the static pressure and loss coefficients are obtained with various flow rates. Also, static pressure distributions around casings are studied for different casing shapes, which are very important to predict the distribution of radial load.

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소형 터보압축기의 디퓨저 형상변화에 따른 유동특성 고찰 (Effects of Vaned Diffuser Shapes on the Flowfields of a Small-Size Turbo-Compressor)

  • 김홍식;김윤제;김철수
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.21-28
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    • 2001
  • The effects of diffuser shapes on the flowfields of a small-size turbo-compressor have been investigated numerically and experimentally. The optimal design of elements shapes is important to develop the high efficiency turbo-compressor. Typical range of rotating speed for a small-size turbo-compressor is 40,000-70,000rpm. Numerical analyses were conducted to the rectangular and conical shapes of diffuser Three-dimensional, steady and viscous governing equations were solved by SIMPLE algorithm. To confirm the numerical results, the experimental measurements for the static pressure and temperature at the inlet and outlet boundaries were performed. Comparisons of these results were done, and the reasonable agreements were acquired.

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베인 디퓨져 목 형상비 변화에 따른 소형 터보압축기 성능특성 고찰 (Performance Characteristics of a Small-Size Turbo-Compressor with Different Vaned Diffuser Throat Area Ratios)

  • 김홍식;김윤제
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.120-125
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    • 2001
  • The effects of various vaned diffuser configurations, such as throat area ratios and rectangular and conical cross-section shapes. to the performance of a small-size turbo-compressor are studied. Numerical analyses were carried out for the region of diffuser and casing only. The pressure recovery coefficient was calculated to estimate the performance of the diffuser, and then compared with the measured data. Results show that the shapes and the throat area ratios of the diffuser strongly influence on the performance of a turbo-compressor.

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소형 터보압축기의 디퓨져 형상변화에 따른 유동특성 고찰 (Effects of Vaned Diffuser Shapes on the Flowfields of a Small-Size Turbo-Compressor)

  • 김홍식;차관;김윤제
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.187-192
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    • 2000
  • The effects of diffuser shapes on the flowfields of a small-size turbo-compressor have been investigated by numerically and experimentally. It is important to optimal design of each elements for developing the small-size turbo-compressor Typical range of rotating speed of a small-size turbo-compressor is 40,000-70,000rpm. Numerical analyses are conducted to the rectangular and conical shapes of diffusers. Three-dimensional, steady, viscous governing equations are solved by SIMPLE algorithm. To prove the numerical results, experimental studies for the measurements of static pressure and temperature at the inlet and outlet boundaries are performed. Comparisons of these results are executed, and reasonable agreements are acquired.

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