• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.506-511
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• 2009

미생물셀룰로오스의 생산성을 높이기 위하여 원심(centrifugal) 임펠러와 경사원심(inclined centrifugal) 임펠러가 사용되었다. 발효조 내의 유체흐름 형태와 부피산소전달 계수가 고찰되었으며 원심 임펠러 및 경사원심 임펠러가 장착된 발효조 내에서 G. hansenii PJK 균주에 의하여 미생물 셀룰로오스가 생산되었다. 유체는 발효조 하부에서 원심 임펠러의 실린더 내부를 통과하여 발효조 벽면을 향해 순환되었다. 임펠러의 회전속도 100 rpm에서 부피산소전달계수는 터바인 임펠러 계에 비하여 경사원심 임펠러의 경우는 23%, 원심 임펠러의 경우는 15%에 불과하였다. 하지만 미생물셀룰로오스 생산 불능 돌연변이주로의 전환이 방지되어 20 rpm의 경사원심 임펠러의 회전속도에서 미생물셀룰로오스의 생산량이 터바인임펠러의 최적회전속도 300 rpm에서의 미생물셀룰로오스 생산량과 같았다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.200-210
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• 2000

본 연구에서는 고속의 원심압축기에서 스톨 발단에 관한 연구를 수행하였다. 스톨을 일으키는 요인과, 스톨이 발생하기 전에 이를 미리 경고할 수 있는 방법을 주된 연구 주제로 삼았다. 원주방향으로 균일하게 분포된 8개의 고속응답 압력변환기를 사용하여 순간압력을 측정하였으며, 이 신호를 공간 푸리에 변환(space Fourier transform)을 사용하여 스톨의 발단을 알리는 신호를 측정하였고, 회전하는 파의 에너지(Traveling Wave Energy) 방법을 사용하여 스톨을 미리 경고하는 방법에 대하여 연구하였다. 회전하는 파의 에너지 방법은 스톨을 경고하는 데 좋은 성능을 보였으며, 저속에서는 약 임펠러 100회전, 중간속도에서는 약 200회전, 그리고 고속에서는 약 임펠러 1000회전의 경고시간을 보였다. 그리고 스톨 발단 근처에서 공간 푸리에 계수의 위상이 임펠러 주파수의 속도로 선형적인 증가를 보이는 구간이 나타났으며, 또한 임펠러 주파수의 스펙트럼이 스톨로 접근하면서 증가하는 것으로부터, 임펠러 주파수가 스톨을 일으키는 중요한 요인으로 작용함을 알 수 있었다. 또한 임펠러의 회전속도에 관계없이 스톨로 접근하면서 임펠러 주파수의 스펙트럼이 증가하므로, 이 값이 스톨을 경고하는 방법으로 사용될 수 있음을 보였으며, 약 임펠러 2n회전의 경고시간을 얻을 수 있었고, 임펠러의 속도가 빠를수록 긴 경고시간을 얻었다. 이 방법의 개발로 하나의 센서의 측정만으로도 효과적으로 스톨을 경고할 수 있는 기반을 마련하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.280-281
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• 2017

본 논문에서는 기존의 배풍기 효율을 높이고 크기를 줄이기 위해 임펠러의 속도를 높이는 설계에 관한 연구다. 임펠러 속도는 5500rpm으로 증가시키고 크기는 320mm에서 250mm로 줄였으며 효율과 최대 풍량을 향상키기기 위해 임펠러의 Hub/Tip 비율을 줄이며, 날개각도에 변화를 주는 방식을 제안한다. Hub/Tip 비율이 줄어들면 유량이 통과하는 면적이 넓어지게 되는 효과를 얻게 되고, 임펠러 중심거리에 따른 날개 각도를 변화시키면 풍압과 풍량이 달라지는 효과를 얻게 되어 동일한 rpm으로 회전하는 배풍기의 효율을 높일 수 있다. 설계된 구동용 SRM과 임펠러의 설계에 따른 운전 특성을 시뮬레이션을 통해 해석하고자 한다.

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.509-516
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• 2006

Rushton turbine, paddle and propeller 임펠러 등 표준적인 임펠러가 부착된 기-액-고 3상교반조에서 고-액간 물질이동계수 $k_L$를 측정하였다. 표준적인 임펠러들에 대한 부유화한계회전수 $N_{js}$는 임펠러 높이와 가스유속에 따라 변했다. 입자부유가 통기에 의존한 Rushton turbine 임펠러의 물질이동계수는 Pgv에만 상관하였다. Rushton turbine, paddle and propeller 임펠러에 대한 물질이동계수 $k_L$은 임펠러의 종류에 의하지 않고 임펠러 위치에 영향을 받았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7878-7884
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• 2015

해수의 접촉이 많은 금속 임펠러는 해수의 염분에 의해 부식이 되므로 탄소섬유로 제작된 임펠러를 사용한 해수펌프가 개발되었다. 해수펌프의 임펠러와 와류실의 최적설계를 수치해석을 통해 수행하였고 관련인자(임펠러 두께, 표면 거칠기)의 영향을 평가하였다. 임펠러의 두께는 무게 때문에 재료에 따라 제한된다. 탄소섬유를 사용한 임펠러는 경량이므로 최대효율을 나타내는 임펠러 두께를 사용할 수 있다. 표면 거칠기의 경우 같은 운전 조건에서 펌프의 효율에 7 % 범위에서 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권1호
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• pp.29-37
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• 2019

본 논문에서는 높은 풍량을 갖는 임펠러 형상 최적 설계를 위하여, 블레이드 형상이 임펠러의 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 먼저 임펠러 성능에 큰 영향을 미칠 것이라 판단되는 블레이드 개수, 각도, 길이를 설계변수로 선정하고, 실험계획법에 의거하여 정한 설계 수준에 따라 각기 다른 27가지 임펠러 형상을 설계하였다. 그리고 블레이드 형상 변화에 따른 임펠러 성능변화를 예측하기 위해 ANSYS CFX로 유동해석을 진행하였다. CFD 결과, 블레이드 개수 50개, 각도 $6^{\circ}$, 길이 5 mm 조합의 임펠러 형상에서 가장 높은 풍량이 발생되었다. 마지막으로 해석 결과를 바탕으로 3D프린터를 이용하여 기존 임펠러 형상과 시험군 임펠러 형상을 제작하였고, 블로워의 토출구에서의 유량을 측정하여 CFD 결과와 비교하는 검증 실험을 진행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.81-82
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• 2017

기존의 배풍기 효율을 높이기 위해서 모터와 제어방식 그리고 임펠러 형상에 변화를 주는 시스템 설계에 관한 연구다. 본 논문에서는 임펠러 속도는 5500rpm으로 증가시키고 크기는 320mm에서 250mm로 줄였으며 효율과 최대 풍량을 향상키기기 위해 임펠러의 Hub/Tip 비율을 줄이며, 날개각도에 변화를 주는 방식을 제안한다. 여기서 Hub/Tip 비율이 줄어들면 임펠러 날개의 면적이 늘어나 유량이 증가하게 되고, 임펠러 중심 거리에 따른 날개 각도를 변화시키면 배풍기 속도에 대한 풍압과 풍량이 달라져 배풍기의 효율을 높일 수 있다. 설계된 구동용 SRM과 임펠러의 설계에 따른 운전 특성을 시뮬레이션을 통해 해석하고자 한다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.138-142
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• 2007

본 연구는 고점도 유체의 혼합을 위한 교반기 설계의 기초연구로서 스크류 형상의 임펠러(또는 헬리컬 임펠러)를 가지는 교반기 내의 유동과 이에 따른 유체혼합 특성을 수치해석을 통해 가시화한 것이다. 이와 더불어 양호한 혼합효과를 가져다 줄 것으로 예상되는 엇갈림형 스크류 임펠러의 모델을 제안하였다. 수치해석상의 유체는 고점도의 Newton유체로 가정하였으며 임펠러의 회전속도는 6[rpm]으로 아주 작게 하여 저 레이놀즈수(약 Re=3)에서 혼합효과를 연구하였다. 또한 각종 설계 파라미터를 변화시켜 혼합 양상의 차이를 분석하여 설계에 반영하고자 하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제12권5호
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• pp.20-26
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• 2008

양산되는 승용차용 토크 컨버터 내부의 유동을 LDV 측정 기술을 이용하여 정량화했다. 속도비 0.4와 0.8 경우에 대한 속도 측정을 통해 임펠러 유로 중간과 출구 영역의 질량 유동율 특성을 분석했다. 측정 단면의 속도 분포는 유로의 위치와 속도비에 따라 많은 차이를 보이며, 특히 속도비 0.8 조건에서 임펠러 유로 중간영역 흡입면 부근의 유동은 유동박리에 의한 재순환 현상을 나타내며, 이와는 대조적으로 출구 영역에서는 흡입면을 따라 역류 현상이 발생한다. 임펠러 유로 내부의 유동은 각 영역에서 속도비에 따라 개별적 유동 특성을 보인다. 질량 유동율은 모든 속도비와 측정단면에서 주기적인 변화를 보이며, 또한 터빈의 순간적인 위치가 임펠러 유로 측정단면의 질랑 유동율에 매우 큰 영향을 미치는 것이 밝혀졌다 따라서 토크 컨버터 임펠러의 유로 방향 유동 특성 변화는 컨버터 설계에 중요하게 고려되어야 할 것으로 보인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.1-10
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• 2006

본 연구에서는 낮은 비속도에서 작동하는 소형터보임펠러에서 베인의 형상을 최적화하여 출구에서 높은 양정을 얻기 위한 연구를 수행하였다. 임펠러의 설계점에서 비속도는 SI 단위로 4.0이며 임펠러의 외경은 56mm이다. 최적화를 수행할 때 임펠러의 외경을 고정하여 펌프의 부피를 제한하였으며 임펠러 내부의 설계변수를 변경하면서 목적함수인 양정을 극대화하였다. 설계변수는 베인의 형상설계와 관련이 있는 8개의 설계변수를 사용하였으며, 최적화를 위한 방법으로는 반응면법을 사용하였다. 내부유동장의 계산은 상용코드인 CFX-10을 사용였으며, 최적화된 임펠러에서 얻어진 양정은 초기설계변수에 의하여 설계되어진 임펠러에 비하여 9.7%이상 증가하였다. 이러한 증가는 내부 유로에서의 재순환영역의 감소와 직접적인 관련이 있었다.