• Title/Summary/Keyword: 터보기계 설계

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The Design and Performance Test of a Centrifugal Compressor for HFC-134a (대체냉매용 원심압축기의 설계 및 성능시험)

  • Sin, Jung-Kwan;Kim, Kyung-Hun
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 2002.12a
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    • pp.250-257
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    • 2002
  • A centrifugal compressor for HFC-l34a has been newly designed and developed. Flow analysis using commertial programs was used to evaluate performance and internal flow of the impeller, inlet guide vane and diffuser etc. and design software was developed. The compressor for HFC-l34a was also investigated experimentally to check compression performance. The calculated data coincide the test results of compressor. The data obtained in the present study are useful for design of HFC-l34a centrifugal compressors.

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A Study on the Oil-free Turbocharger Supported by Air Foil Bearing (공기 포일 베어링으로 지지되는 무급유 터보 과급기 회전체 설계에 대한 연구)

  • Lee Yong-Bok;Kim Tae-Ho;Kim Chang-Ho;Sa Jong-Sung;Lee Nam-Soo
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.6 no.1 s.18
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    • pp.51-56
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    • 2003
  • The feasibility study on the oil-free turbocharger supported by air foil bearings is investigated. Using the perturbation method, dynamic characteristics of air foil bearings are calculated based on the static equilibrium position of a turbocharger rotor is predicted. With collaboration of calculated stiffness and damping of foil bearing, rotordynamic analysis is performed using the finite element method. The effects of bump compliance and bearing clearance on rotordynamic characteristics of the oil-free turbocharger such as the critical speeds, eccentricity ratio, vibration amplitude and stability are investigated.

Design and Implementation of a Fault-Tolerant Magnetic Bearing System For Turbo-Molecular Vacuum Pump (터보분자펌프용 고장허용 자기베어링 시스템 설계 및 개발)

  • Cho, Sung-Rak;Noh, Myoung-Gyu;Park, Byung-Chul
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.760-765
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    • 2004
  • One of the obstacles for a magnetic bearing to be used in the wide range of industrial applications is the failure modes associated with magnetic bearings, which we don't expect for conventional passive bearings. These failure modes include electric power outage, power amplifier faults, position sensor faults, and the malfunction of controllers. Fault-tolerant magnetic bearing systems have been proposed so that the system can operate in spite of some faults in the system. In this paper, we designed and implemented a fault-tolerant magnetic bearing system for a turbo-molecular vacuum pump. The system can cope with the actuator/amplifier faults as well as the faults in position sensors, which are the two major fault modes in a magnetic bearing system.

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Design of Two Stage Axial Compressor of a Turbo Shaft Engine for Helicopters (헬리콥터용 터보샤프트엔진 2단 축류압축기 개량설계)

  • Kim, Jin-Han;Kim, Chun-Taek;Lee, Dae-Sung
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 1998.12a
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    • pp.183-190
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    • 1998
  • This paper introduces the part of efforts to develop a derivative type turbo-shaft engine from an existing baseline engine for multi-purpose helicopters targeting at 4000kg of take-off weight for 10-12 passengers. As a first step in meeting the development goal of increasing the output power to 840hp from 720hp with minimum modification, two stage axial compressor was redesigned to obtain the higher pressure ratio by removing the inlet guide vane and increasing the chord length. As a result, two stage axial compressors were designed to have the flow rate of 3.04 kg/s, the pressure ratio of 2.01 and the adiabatic efficiency of $85\%$. Its performance tests were carried out and verification of test results and redesign are under progress. Aerodynamic and structural analyses of the preliminary design are mainly described in this paper.

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TURBO TYPE AIR COMPRESSOR DESIGN FOR LOW VIBRATION LEVEL (저진동을 위한 터보형 공기압축기의 설계)

  • Kim, Myeong-Kuk;Jung, Yong-Soo;Park, No-gill
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 1998.12a
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    • pp.159-165
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    • 1998
  • Bearing design of turbo type geared centrifugal air compressor for low vibration level has been studied. The Transfer Matrix Method was used in this paper to analyze the air-compressor consisting of impellers, multi-stage geared rotors, and oil-film hearings. We have to consider this air-compressor as multi-geared rotating system, because characteristics of rotor-bearing system are different from conventional characteristics of non-rotating system. From the view point of Rotordynamics, the stiffness and damping coefficient of oil-film bearing in case of compressor system are more sensitive than other design parameters such as shaft length, shaft diameter and the weight of impellers, etc. Therefore, the stiffness and damping coefficients on each bearing were considered as design parameters. As the result of this study, turbo type air compressor with low vibration level can be achieved.

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A Study on the Development and Application of a Design Program for Centrifugal Turbo Fan (원심 터보홴 설계용 프로그램의 개발 및 응용에 대한 연구)

  • Kim, Jang-Kweon;Oh, Seok-Hyung
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.20 no.6
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    • pp.71-79
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    • 2016
  • This paper introduces the design method of the centrifugal turbo fan and the process of developing the design program of it. The developed design program confirmed the applicability by experimental performance data. Here, we proposed new velocity coefficients and considered various losses such as impeller inlet loss, vane passage flow loss, casing pressure loss, recirculation loss power, and disk friction loss power. Especially, the inlet and outlet widths of the impeller were newly determined by reflecting the experimental results. As a result, this fan design program shows a good performance result regardless of the types of impeller and is expected to be a very useful design tool.

가스터빈 연구개발의 현황 및 전망

  • 김광호
    • Journal of the KSME
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    • v.30 no.6
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    • pp.542-547
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    • 1990
  • 가스터빈은 브레이턴사이클을 이용한 것으로서 피스톤 왕복엔진과 함께 동력기관으로써 지금까지 사용되고 있으며 특히 경량, 고출력의 장점으로 인해 항공기 엔진의 추진기로서 많이 사용되고 있다. 1905년 프랑스에서 압축비 4.8회전수 4250rpm으로 40HP의 출력을 내는 현재와 같은 형 태의 가스 터빈을 개발한 이후 많은 발달과 함께 2차 대전 후에는 항공용 뿐만 아니라 발전용, 동력용 등 산업용 엔진에도 응용되었다. 세계적으로는 유럽이 가스 터빈에 관한 연구를 미국보 다 앞서 활발히 진행하였으며 1957년 General Electric사의 F-4팬텀에 사용된 J-79터보 제트 엔진을 개발함으로써 가스터빈 엔진분야에 미국이 주도권을 잡게 되었고 많은 전문회사가 가스 터빈 엔진설계 제작에 참여하고 있다. 이와 같이 가스 터빈에 대한 개발연구가 계속 이루어진 것은 가스 터빈이 다른 동력기관 보다 단위 중량당 많은 출력을 낼 수 있고, 각 요소들이 회전 운동을 함으로써 고속운전을 할 수 있고, 부하 변동에 빨리 적응하며, 마찰부분이 적어 윤활유 소비가 적은 장점들이 있기 때문이다. 본 글에서는 이와 같은 가스 터빈 연구개발의 국내외 현황 및 그 전망에 대해서 기술하고자 한다.

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A Review on the Design of a Tilting Pad Journal Bearing for a 1.2MW Turbo-blower (1.2MW급 터보블로워용 틸팅패드 저널베어링의 설계에 관한 고찰)

  • Jo, Hyeon-Min;Jung, Hoon-Hyung;Kim, Chae-Sil;Cho, Soo-Yong
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.10 no.2
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    • pp.26-31
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    • 2011
  • This article provides the systematic design methodology for a tilting pad journal bearing. First the dynamic factors for the bearing are selected with the critical speed analysis. The pad bearing is then designed to have its best mechanical efficiency by simulations with changing of the number of pad and the lubricant flow rate with meeting the design specifications such as metal temperature, clearance and so on. And the simulation results are reviewed to compare with an experimental test. Finally the stability of rotor with the designed bearing is investigated. This methodology is successfully applied to the rotor for 1.2MW turbo-blower.

A Study on Performance of a Variable-Speed Turboblower (가변속 고속블로워의 성능특성에 관한 연구)

  • Choi, Bum-Seog;Park, Moo-Ryong;Hwang, Soon-Chan;Park, Joon-Young
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.7 no.5 s.26
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    • pp.43-49
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    • 2004
  • A turbo blower, driven by a high-speed blushless DC motor, was designed as a efficient substitute of a ring blower or a roots blower. Computational analysis and performance tests have been performed to investigate performance characteristics of the blower. Experimental measurements showed that the blower has a good stability margin. This paper gives an outline of design, computational flow analysis and performance test for aerodynamic evaluation of the variable speed turboblower.

A Study on the Vibration of Rotordynamic System Structured Rotor-Bearing and Rotor-Bearing-Stator (로터-베어링/로터-베어링-스테이터로 구성된 회전체 진동에 관한 연구)

  • 주성현;김광식;김창호;이성철
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1990.10a
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    • pp.173-178
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    • 1990
  • 로터-베어링축계는 증기및 가스터빈, 터보 발전기, 압축기등 거의 모든 산업 기계류에서 동력 전달의 기본 도구로써 사용되고 있다. 즉 회전에 의한 동력 의전달은 비교적 간단히 대용량의 동력을 효율적으로 전달할 수 있다. 이에 따라 회전기계류에 대한 연구는 산업 혁명 이후 꾸준히 발전되어 온바, 특히 근래에 들어와 산업기계류의 경쟁이 치열하여짐에 따라 산업기계류의 고정 밀화, 고속화, 고신뢰화 요구가 증대하고 있는 현실을 비추어 볼때, 산업 기 계류의 근간을 이루고 있는 로터-베어링 축계의 안정성을 포함한 진동에 관 한 문제는 회전기계류 설계의 주요 기술로써 연구.개발의 필요성이 매우 높 다 하겠다. 회전축계 진동 관련 연구는 두 분야로 대별될 수 있는데 언밸런 스(Unbalance)에 의한 Synchronous진동과 여러가지 원인에 의해 계의 불안 정성을 유발시키는 Nonsynchronous진동으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 이들 연구의 기본이 되는 회전축-베어링계 동특성 해석 프로그램을 개발하 였다. 여러가지 방법이 있으나 여기서는 Holzer가 비틀림 진동에 적용하고, Mykiestad(2)와 Prohl(3)에 의하여 회전축의 횡 진동에 적용된 이후 Lund(4) 등에 의하여 베어링의 영향등이 첨가된 전달 매트릭스 (Transfer Matrix) 방 법을 이용하여 임계속도(Critical Speed), 모우드 형태(Mode shapes)를 예측 하고 불안정 판정(Instability Criteria)등을 할 수 있는 프로그램을 개발하였 다. 특히 Murphy(1)의 다항식 방법(Polynomial Method)에 기본을 두어 기존 의 전달 매트릭스가 가지고 있던 반복, 수렴 시간 문제와 빠뜨리는 임계속도 예측에 대한 개선을 이루었으며 기존 논문과 실험 결과와의 비교 검토를 통 하여 개발된 프로그램의 신뢰성을 검토하였다. 특히, 각종 회전 기계의 소형 화, 경량화 추세에 따라 지반이나 케이싱이 경량이거나 유연하여 회전축과 동적으로 연성된 경우 회전축-베어링-지반으로 이루어진 2중구조의 회전축 계 동특성을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하므로서 회전 기계류의 진동 전반에 걸친 문제점에 대한 그 원인과 현상을 명확히 분석하여 국내의 전기 계류의 보다 신뢰성있는 설계 및 제작자료를 확보하는데 기여할 수 있게 하 였다.

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