• 제목/요약/키워드: 슈라우드

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초음속 비행환경 조건에서의 슈라우드 분리시험 연구 (Experimental Investigation for the Shroud Separation in the Supersonic Flow)

  • 김정영;이동민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권7호
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    • pp.539-549
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    • 2017
  • 본 논문에서는 마하 3의 초음속 유동 환경에서의 슈라우드 분리 특성 연구를 위한 시험을 수행하였다. 시험은 분리 구조물의 시험이 가능한 수직 자유 젯 풍동에서 이루어졌다. 분리시험용 슈라우드는 시험 목적과 시험 환경에 맞게 소형화한 축소형 모델을 사용하였으며 외부 유동의 하중을 고려해 잠금/전개장치를 설계하였다. 고속카메라를 활용해 슈라우드가 전개되는 동안 슈라우드에서 생성되는 충격파 변화 양상과 슈라우드 전개/분리 거동을 기록하였다. 또 첨두부 동체 표면에는 압력센서를 적용해 슈라우드가 전개되는 동안 첨두부 표면에 작용하는 비정상 압력을 계측하였다. 시험자료 분석 결과, 슈라우드 분리기술 연구에 필요한 슈라우드 분리 영상 및 첨두부 비정상 압력 자료를 획득하였다. 아울러 외부 유동의 온도와 방향 조건에 따른 슈라우드 분리 거동과 충격파 변화 양상 그리고 첨두부 표면 압력 변화 특성을 확인하였다.

터보펌프 터빈 로터의 슈라우드 스플릿이 성능에 미치는 영향 (The performance effect of shroud split for turbopump turbine rotor)

  • 이항기;정은환;윤석환;박편구;김진한
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.117-122
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    • 2012
  • 액체로켓 엔진의 시동과 종료 시, 터빈에 가해지는 열충격을 완화시키기 위해 초음속 충동형 터빈로터의 일체형 슈라우드를 여러 조각으로 분할하는 방법을 고안하였다. 구조해석 수행결과 슈라우드 분할은 동익의 허브와 팁에 나타나는 소성변형량을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 슈라우드 분할은 의도하지 않은 누설손실로 인해 성능손실이 불가피하며 이에 대한 정량적인 성능감소를 측정하기 위해 다양한 슈라우드 분할 형상에 대해 시험을 수행하였다. 연구대상 터빈의 경우 슈라우드 분할 수를 최대로 할 경우 설계점 효율은 2.65% 비율로 감소하는 것으로 나타났다.

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터보펌프 터빈 로터의 슈라우드 스플릿이 성능에 미치는 영향 (Effect of Shroud Split on the Performance of a Turbopump Turbine Rotor)

  • 이항기;정은환;박편구;윤석환;김진한
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.25-31
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    • 2013
  • 액체로켓 엔진의 시동과 종료 시, 터빈에 가해지는 열충격을 완화시키기 위해 초음속 충동형 터빈로터의 일체형 슈라우드를 여러 조각으로 분할하는 방법을 고안하였다. 구조해석 수행결과 슈라우드 분할은 동익의 허브와 팁에 나타나는 소성변형량을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 슈라우드 분할은 의도하지 않은 누설손실로 인해 성능손실이 불가피하며 이에 대한 정량적인 성능감소를 측정하기 위해 다양한 슈라우드 분할 형상에 대해 시험을 수행하였다. 연구대상 터빈의 경우 슈라우드 분할 수를 최대로 할 경우 설계점 효율은 2.65% 비율로 감소하는 것으로 나타났다.

터보펌프 터빈 블레이드 형상 요소의 구조적 영향 (Structural Effects of Geometric Parameters on Liquid Rocket Turbopump Turbine Blades)

  • 윤석환;전성민;김진한
    • 항공우주기술
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    • 제10권1호
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    • pp.30-38
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    • 2011
  • 본 연구에서는 터보펌프 터빈 블레이드 형상을 구성하고 있는 요소들 중 슈라우드와 필릿, 그리고 블레이드 모서리 둥글기가 블레이드의 응력에 미치는 구조적인 영향을 조사하였다. 슈라우드는 터빈의 공력적 효율을 높이기 위하여 흔히 삽입되는 링 형상의 테두리이며, 모든 블레이드와 연결되어 있어 블레이드의 변형을 구속하는 역할을 한다. 한편 블레이드와 허브면, 그리고 블레이드와 슈라우드면 사이의 모서리에는 보통 응력 완화를 위하여 적정 반지름을 가진 필릿이 삽입되고 블레이드 모서리에는 적절한 둥글기가 삽입되는데, 본 연구에서는 슈라우드의 두께와 필릿, 그리고 모서리 둥글기의 반지름 변화에 따른 블레이드 최대 응력을 조사하여 이들 형상 요소가 터보펌프 블레이드의 안전성에 미치는 영향을 규명하였다.

Li2O-LiCl 용융염에서의 다공성 양극 슈라우드를 이용한1kg 우라늄산화물의 전해환원 (Electrolytic Reduction of 1 kg-UO2 in Li2O-LiCl Molten Salt using Porous Anode Shroud)

  • 최은영;이정;전민구;이상권;김성욱;전상채;이주호;허진목
    • 전기화학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.121-129
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    • 2015
  • 사용후핵연료 재활용을 위한 파이로프로세싱의 전해환원 공정에서는 $Li_2O-LiCl$ 용융염을 전해질로 사용하며 금속산화물 형태의 사용후핵연료를 음극, 백금을 양극으로 사용하여 금속전환체를 제조한다. 따라서, 음극에서는 금속산화물이 금속으로 전환되는 환원반응으로 인해 산소 이온이 생성되고, 양극에서는 그 산소이온이 산소 가스가 되는 산화반응이 발생한다. $650^{\circ}C$의 운전 온도에서 발생하는 양극의 산소 가스로 인한 금속 재질 장치의 부식을 막기 위해 양극을 둘러싸는 슈라우드(shroud)를 사용해 산소 가스를 포집하여 전해질로의 확산을 막는 동시에 장치 외부로 배출되도록 한다. 기존에는 슈라우드 자체의 부식과 산소 가스의 염 내 확산을 방지하기 위하여 세라믹을 사용하였으나 비다공성 재질로 인해 산소 이온의 백금 표면으로의 이동 경로를 제한하여 공정의 속도를 좌우하는 전류 크기를 낮춘다는 문제점이 있었다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 스테인레스 스틸 mesh로 구성된 다공성 슈라우드의 사용이 수 그램 규모 실험을 통해 제안된 바 있다. 본 연구에서는 킬로그램 규모의 우라늄산화물 전해환원 운전을 통해 다공성 슈라우드의 안정성을 확인 하고자 하였다. 음극의 우라늄산화물로는 크기 1~4 mm, 밀도 $10.30{\sim}10.41g/cm^3$의 파쇄 펠렛 1 kg이 사용되었으며, 백금 전극과 다공성 슈라우드가 포함된 양극 모듈을 사용하였다. 전해환원 종료후 음극에서 우라늄 금속이 성공적으로 얻어졌으며, 백금 양극 및 다공성 슈라우드도 손상 없이 안정하게 사용되었다. $650^{\circ}C$에서의 LiCl의 점도와 동일한 물과 에틸렌글리콜의 혼합물에서 산소 가스를 주입하여 확인 결과 산소 버블이 다공성 슈라우드 외부로 유출되는 것은 관찰되지 않았다.

터보펌프 터빈의 로터 팁 형상에 따른 성능변화 연구 (The Effect of Rotor Tip Geometry on the Performance of Turbopump Turbine)

  • 정은환;박편구;김진한
    • 항공우주기술
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    • 제6권2호
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    • pp.197-204
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    • 2007
  • 터번로터 팁 형상의 변화에 따른 터보펌프 터빈의 성능변화에 대하여 실험적 연구를 수행하였다. 한국항공우주연구원에서 개발중인 30톤급 터보펌프용에 장착된 초음속 충동형 터빈을 기본 모델로 하여 터번로터 슈라우드 유무 및 팁간극 크기에 따른 터빈성능변화를 측정 비교하였으며, 이와 더불어 노즐-로터 오버랩에 따른 터빈성능 변화 연구도 함께 이루어졌다. 시험 수행 결과, 로터 슈라우드 유무에 따라 터빈성능의 절대량은 크게 변화하나 팁간극의 변화에 따른 터빈효율의 민감도는 초음속 충동형 터빈의 경우 고효율 아음속터빈에 비해 크게 작은 것으로 나타났다. 아울러, 최적 효율을 나타내는 노즐-로터 오버랩 값이 존재하는 것을 실험을 통해 확인하였다.

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축류홴과 슈라우드의 유량 및 내부 유동 특성 (Flow characteristics of axial fan with shroud)

  • 이광희;김재원
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.30-36
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    • 2008
  • Axial fan without static blades requires the duct as a guidance for unskewed inflows. This work examined the geometric effects of a duct guided the in and out flows through an impeller. The present methodologies are computational predictions with parallel work by experimental validation. Several different positions of a rotor in a duct are proposed for plausible models of a rotor inside a duct. The optimum axial position of an impeller in a duct is found at the #4 model where the impeller lies on the inlet edge of a circular duct. The model shows a wider inlet area. The result of computational prediction is in good agreement with experiment measurement.

굴삭기 냉각팬 성능해석 및 슈라우드 특성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of Cooling Fan Performance Analysis and Shroud Characteristics for an Excavator)

  • 이재석;정경남;김진영;이태경;강정원;심재구;손득균
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2597-2602
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    • 2007
  • In this paper, the performance analysis is experimentally carried out in order to select the best cooling fan and shroud considering both cooling performance and noise reduction. 4 cooling fans have been tested in the fan tester and the real excavator. In order to obtain the performance of the cooling fans, flow capacity has been estimated by measuring flow velocity using a hot wire anemometer, and noise radiation has been also measured to estimate the fan noise. Characteristics of a box-type and a streamlined shroud have been examined by changing the immersion depth of cooling fans. Based upon the results, the best cooling fan is selected. Finally, the criterion to select the best cooling fan has been set up.

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슈라우드 임펠러에서 누설 유동이 압축기 성능에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Prediction of a Performance Change in a Compressor Shrouded Impeller with Cavity Leakage Flow)

  • 최민욱;주원구;박준영;윤의수;최상규
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.64-69
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    • 2012
  • Generally the Shrouded type impeller is considered to free from the loss of tip leakage flow, but it is actually not possible to complete sealing between the rotating impeller and the sealing which is stay still. As a result, there is the possibility of flow leaking between impeller exit to entrance, especially with high pressure ratio compressor machine. The Cavity leakage flow is expected to influence negative effect on a machine performance and also inner flow structure. In this study, Impeller with shroud-casing gap leakage flow is simulated by numerical method (Using CFX 12.1). The influence of leakage flow on compressor performance and efficiency will be analysed, also detail flowfield change will posted.