• 에너지공학
• /
• 제11권3호
• /
• pp.187-193
• /
• 2002

가스화복합발전기술은 석탄 또는 중질유 등의 기존 발전연료 뿐만 아니라 잔사유 또는 나무와 같은 다양한 연료를 가스터빈에 사용할 수 있어 차세대 발전방식으로 부각되고 있다. 본 논문은 이러한 가스화 복합발전에서 가스화 하여 나온 저열량의 합성가스를 천연가스연료로 설계된 가스터빈에 사용할 때 가스터빈의 성능을 예측하였다. 이를 위해 제한된 설계 데이터로부터 가스터빈의 거동을 예측하는 시스템 적인 방법을 사용하여 발전용 GE 7FA가스터빈에 설계연료인 천연가스와 4가지의 다른 종류의 합성가스를 사용할 때 가스터빈의 설계조건과 탈 설계조건 성능을 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권9호
• /
• pp.943-954
• /
• 2010

본 연구에 적용된 터빈은 반경류형이며, 동익의 외경은 108 mm이다. 터빈은 1.4-4.1%의 낮은 부분분사율에서 작동하므로 익형은 축류형으로 설계되었으며 3단으로 구성되었다. 터빈에서 부분분사율과 팁간극 및 노즐유동각의 변화에 따른 성능의 변화를 측정하였다. 또한 터빈의 단수를 변경하면서 각 단수에서 발생되는 출력의 차이에 대한 측정이 이루어졌다. 본 연구의 터빈은 다양한 작동조건에서 운전되므로 넓은 작동범위에 따른 비교를 위하여 회전수를 변경하면서 탈설계 영역에서의 성능 평가가 이루어졌다. 뿐만 아니라 다양한 작동조건에 합당한 시스템의 평가를 위하여 총비오크가 얻어졌다. 아울러 소형터빈의 설계 및 성능예측을 위하여 유동해석을 수행하였으며 얻어진 예측의 결과는 실험으로 얻어진 결과와 잘 일치하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.54-59
• /
• 2011

최근 가스터빈엔진의 신뢰성 높은 시동시스템 개발이 가스터빈 산업의 주요 이슈로 부각되고 있다. 통상 엔진 성능향상 연구는 아이들에서 최대 회전수 사이 영역에서 수행되어 왔으나, 시동성능 및 신뢰성 향상 요구에 따라 엔진 정지상태에서 아이들까지 영역에 대한 탈설계 연구가 활발히 진행 중이다. 아이들 이하영역에서의 엔진 구성품 특성 파악은 이러한 시동연구의 기초가 되나 일반적인 구성품 단위시험은 여러 이유로 이 영역에 관심을 기울이지 못하였다. 압축기의 경우 일반적인 맵을 아이들 이하영역으로 확장하는 다양한 해석적 연구가 시도되고 있다. 본 연구는 지금까지 제안된 압축기맵 확장기법을 분석하고, 새로운 확장기법을 제안하여 그 결과를 시험결과와 비교/검증하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제15권6호
• /
• pp.18-24
• /
• 2012

This study simulated the operation of a steam injected gas turbine combined heat and power (CHP) system. A full off-design analysis was carried out to examine the change in the turbine blade temperature caused by steam injection. The prediction of turbine blade temperature was performed for the operating modes suggested in the previous study where the limitation of compressor surge margin reduction was analyzed in the steam injected gas turbine. It was found that both the fully injected and partially injected operations suggested in the previous study would cause the blade temperature to exceed that of the pure CHP operation and the under-firing operation would provide too low blade temperature. An optimal operation was proposed where both the turbine inlet temperature and the injection amount were modulated to keep both the reference turbine blade temperature and the minimum compressor surge margin. The modulation was intended to maintain a stable compressor operation and turbine life. It was shown that the optimal operation would provide a larger power output than the under-firing operation and a higher efficiency than the original partially injected operation.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
• /
• pp.694-699
• /
• 2010

최근 가스터빈엔진의 신뢰성 높은 시동 능력을 확보하기 위한 시동성능 개발이 가스터빈 산업의 주요 이슈로 부각되고 있다. 통상 엔진 성능향상 연구는 아이들에서 최대 회전수 사이 영역에서 수행되어 왔으나, 이러한 개발요구에 따라 엔진 정지상태에서 아이들까지 영역에 대한 탈설계 연구가 활발히 진행 중이다. 아이들 이하영역에서의 엔진 구성품 특성 파악은 이러한 시동연구의 기초가 되나 일반적인 구성품 단위시험은 여러 이유로 이 영역에 관심을 기울이지 못하였다. 압축기의 경우 일반적인 맵을 아이들 이하영역으로 확장하는 다양한 해석적 연구가 시도되고 있다. 본 연구는 지금까지 제안된 압축기맵 확장기법을 분석하고, 새로운 확장기법을 제안하여 그 결과를 시험결과와 비교/검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권8호
• /
• pp.1059-1065
• /
• 2010

본 연구에서는 SMART 원자로의 사류형 원자로냉각재펌프의 축소모형에 대한 수력성능을 예측하기 위하여 설계점을 포함한 다양한 탈설계점에서의 해석을 수행하였다. 계산시간의 효율성을 위하여 임펠러와 디퓨저 각 1개 유로로 이루어진 계산영역을 해석대상으로 선정하였다. 임펠러와 디퓨저간의 정보교환을 위하여 스테이지 기법을 사용하였다. 정상상태 비압축성 유동조건에서 축소모형의 수력성능특성을 파악하기 위하여 해석영역의 입구와 출구에서 압력차를 측정하여 양정, 효율과 축동력을 산출하였다. 수력성능 곡선은 일반적인 사류펌프의 성능특성을 잘 모사하는 것으로 나타났다. 저유량에서의 펌프 내부유동의 복잡한 흐름을 확인 하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.1-14
• /
• 2015

아음속에서 초음속까지 운용되어야 하는 초음속 터빈엔진의 경우, 엔진 운용 공기량이 범위가 넓고 추력 및 연료소모율 등의 엔진 성능에 대해 요구조건이 높으므로 가변시스템 및 이를 제어하기 위한 최적의 제어로직 개발이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 압축기 가변 시스템이 적용된 가스터빈 성능해석 모델 및 제어기법을 개발하였다. 그리고 터빈 노즐 가변에 따른 엔진 운용 특성을 분석하였다. 또한 가변 시스템을 구동하는 액추에이터에 대한 개념 설계를 수행 하였다. 저바이패스비 혼합흐름 터보팬 엔진에 대한 탈설계점에서의 성능해석을 수행하였으며, 제어기법을 적용하여 탈설계점에서의 서지마진을 확보할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.62-69
• /
• 2014

초음속 항공기의 추진기관으로 이용되는 후기연소기 장착 터보팬 엔진의 축소-확대 노즐에 대한 예비 연구를 수행하였다. 이를 위하여 지상정지 표준 대기에서 29,000 lbf 급의 추력을 발생시키는 저 바이패스비를 가진 후기 연소기 장착 터보팬 엔진에 대한 사이클 모델을 설정하였다. 설정된 모델 엔진을 이용하여 Gasturb 12 소프트웨어로 설계점에 대한 성능해석을 수행하여 터빈 후방에서의 일차원 유동특성을 얻을 수 있었다. 항공기 이륙시의 최대추력 조건으로부터 바이패스 덕트와 코어엔진에서 흐르는 가스유동으로부터 엔진의 크기 및 형상에 대한 기본제원을 도출하였다. 탈 설계점 성능해석은 최대 비행 마하수 2.0, 최고 비행고도 15,000 m로 운용되는 항공기의 다양한 운용조건에 대하여 수행하였다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.14-20
• /
• 2001

The CFD analysis of the three-dimensional turbulent flow in the impeller and diffuser of an axial flow pump was performed. Not only the design point but also the off-design points were computed. The results were compared with available experimental data in terms of head generated. At the design point, the analysis accurately predicted the experimental head value. In the range of the higher flow rates, the results were also in very good agreement with the experimental data, not only in absolute value but also in term of slope. Although experimental data to be compared were not available in the range of the lower flow rates, the results well described the S-shape performance curve of the axial pump characteristic.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제40권12호
• /
• pp.1025-1031
• /
• 2012

본 연구에서는 간단한 압축성 유체이론에 기초하여 렘젯 엔진의 초음속 흡입구를 개념 설계하고 보다 넓은 범위의 운영조건에서 안정적인 성능을 내도록 블리딩 유동제어 연구를 수행하였다. 초음속 흡입구의 성능을 개선시키기 위해서는 충격파 안정성, 충격파-경계층 상호작용 및 유동 박리를 적절히 제어할 수 있어야 한다. 비점성 해석을 통해 얻어진 1차 기초설계 형상으로부터 점성을 고려하여 충격파의 강도와 경계층 및 박리의 효과가 반영된 2차 수정설계를 수행하였다. 그 결과 설계조건에서 충격파가 안정화되고 목표 흡입 유량을 만족하는 형상을 얻었다. 흡입구가 탈 설계조건 내에서도 성능이 유지되도록 하기 위해 블리딩을 적용하였다. 질량유량 경계조건을 이용하여 블리딩 효과를 모델링 하였으며 위치와 개수를 조절해가며 성능변화를 관찰하였다.