• 제목/요약/키워드: 터빈 냉각

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막냉각 홀의 측면 방향 분사각, 확장각 및 주기가 막냉각 효율에 미치는 영향 (Effects of Compound Angle, Diffuser Angle, and Hole Pitch on Film-cooling Effectiveness)

  • 김선민;이기돈;김광용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권9호
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    • pp.903-913
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    • 2011
  • 본 연구에서는 가스터빈 블레이드의 냉각을 위해 사용되는 막냉각 홀을 대상으로 다양한 형상변수들이 막냉각 효율에 미치는 영향을 평가하기 위한 수치적 연구를 수행하였다. 삼차원 압축성 Reynolds-averaged Navier-Stokes 해석을 수행하였으며, 난류모델로는 shear stress transport 모델이 사용되었다. 해석을 통해 홀의 형상, 측면 방향 분사각, 홀의 주기 및 분사율이 막냉각 효율에 미치는 영향이 평가되었다. 해석결과, 원통형홀의 경우 측면 방향 분사각이 존재할 때 월등히 향상된 막냉각 효율을 보여주었으며, 홴형상 홀의 경우 측면 방향 분사각이 $20^{\circ}{\sim}30^{\circ}$일 때 가장 높은 막냉각 효율을 보여주었다. 또한 홀의 주기의 변화에 따른 성능평가 결과 높은 분사율일 때가 낮은 분사율의 경우보다 홀의 주기에 의존하는 경향을 보였다.

반원 오목면에 분사되는 제트충돌 냉각에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Jet Impingement Cooling on the Semi-Circular Concave Surface)

  • 양근영;최만수;이준식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.1083-1094
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    • 1995
  • An experimental study has been carried out for jet-impingement cooling on the semi-circular concave surface. Two different nozzles(round edged nozzle and rectangular edged nozzle) are utilized and heat transfer coefficients on the concave surface have been measured under a constant heat flux condition. The characteristics of heat transfer has been discussed in conjunction with measured jet flow. Velocity and turbulence intensity of free jets issuing from two different nozzles have been measured by Laser Doppler Anemometry and theromocouple measurements have been done for temperatures on the concave surface. The effects of the nozzle shape, the distance between the nozzle exit and the stagnation point of the surface and the nozzle exit velocity on heat transfer were studied.

원통형과 변형된 분사홀을 갖는 터빈 블레이드의 막냉각 특성에 관한 연구 (Studies on the Film Cooling Characteristics of Turbine Blade Cylindrical and Shaped Holes)

  • 김성민;김윤제;조형희
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.334-338
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    • 2001
  • In order to investigate the effects of various injection hole shapes on the film cooling of turbine blade, three test models having cylindrical and shaped holes were used. A three-dimensional Navier-Stokes code with standard k-$\epsilon$ model was used to compute the film cooling coefficient on the film cooled turbine blade. Over 330,000 grids were used to compute the flow over the blade. Mainstream Reynolds number based on the cylinder diameter was $7.1{\times}10^4$. The turbulence intensity kept at $5.0\%$ for all inlets. The effect of coolant blowing ratio was studied for various blowing ratios. For each blowing ratios, wall temperatures around the surface of test model were calculated. Temperature was visualized using cartesian cut-cell method to obtain traces of the injected secondary air on the test surface, so we could interpret the film effectiveness as temperature distributions.

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KBP-2000M 풍력발전기용 영구자석형 동기발전기의 냉각시스템 설계 (Cooling System Design of PM Synchronous Generator for KBP-2000M)

  • 이홍기;김동언;서형석;한홍식;정영규;이월우;박기현;정진화
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.315-318
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    • 2006
  • 포항풍력에너지연구소에서는 에너지 관리공단의 지원으로 2004년부터 풍력터빈 KBP-2000M에 사용될 발전기를 개발해 오고 있다. KBP-2000M에 사용되는 발전기는 기어비가 24인 기어박스를 가진 가변속도형식의 발전기이다. 발전기의 직경은 1.87m 이고 축 방향의 길이는 1.288m 로 영구자석을 사용하여 여자하는 형식으로 설계되었다. 이러한 설계는 풍력발전기에서 요구하는 주요 요구조건인 고효율, 고 신뢰성을 만족시키기 위해서 매우 중요하다 이 보고에서는 발전기의 물리설계에서 얻어진 사양을 기준으로 하여 열 해석에서 얻어진 열 손실을 이용하여 냉각시스템 설계를 하였으며 펌프 및 라디에이터 선정에 관해서 논의한다.

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항공기 엔진 안전성 평가기술 (Safety Assessment for Aircraft Engines)

  • 이강이;유승우;김귀순
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.26-34
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    • 2007
  • 항공기술의 발전 추세에 따라서 고성능 엔진을 개발하고자 하는 노력이 꾸준히 진행되고 있다. 항공기 엔진의 성능을 향상시키기 위하여 고효율 구성품, 고강도 재료, 정밀제어기술을 복합화하여 적용하는 경우, 개별 부품의 신뢰성과 엔진의 안전성이 저하되는 경향을 보이게 된다. 본 논문에서는 항공기 엔진의 안전성을 입증하는데 필요한 요구조건과 평가기법을 고찰하고, 고효율 순항비행을 위하여 대형 터보팬엔진에 사용되는 터빈케이스 냉각시스템에 대한 안전성 평가를 수행하였다.

냉각공기 예냉각을 통한 가스터빈 설계변수 변화에 의한 복합발전시스템 성능향상 분석 (Analysis of Performance Enhancement of a Combined Cycle Power Plant by the Change of Design Parameters of Gas Turbine Using Coolant Pre-cooling)

  • 권현민;김동섭;강도원;손정락
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.61-67
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    • 2016
  • Turbine blade cooling is one of the major technologies to enhance the performance of gas turbine and combined cycle power plants. In this study, two cases of coolant pre-cooling schemes were applied in combined cycle power plant: decrease of coolant mass flow needed to cool turbine blade and increase of turbine inlet temperature (TIT). Both schemes are benefited by the decrease of coolant temperature through coolant pre-cooling. Under the same degree of pre-cooling, increasing TIT exhibits larger plant power boost and higher plant efficiency than reducing coolant flow. As a result, the former produces the same gas turbine power with a much smaller degree of pre-cooling than the latter. Another advantage of increasing TIT is a higher plant efficiency. Even with an assumption of partial achievement of the theoretically predicted TIT, the method of increasing TIT can provide considerably larger power output.

액체 로켓 엔진시스템 개념설계를 위한 모듈화 프로그램 Part I : 주요 구성품 설계 (Modular Program for Conceptual Design of Liquid Rocket Engine System, Part I : Essential Components Design)

  • 양희성;박병훈;윤웅섭
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.805-815
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    • 2007
  • 단일추력의 정상 작동 상태의 액체 로켓 엔진 시스템 모듈화 프로그램을 작성하기 위한 선행 연구로 엔진 주요 구성품들에 대한 성능설계 프로그램을 작성하였다. 주요 구성품으로는 추력실, 원심형 펌프, 충동형 터빈, 재생 냉각 채널 등이 고려되었다. 복잡성을 피하기 위하여 열역학적 관계식 및 비점성 이론을 바탕으로 한 여러가지 관계식들과 간략한 수학적 모델을 사용하였다. 본 논문에서는 도출된 결과를 정성적으로 살펴보고, 주요 설계 파라미터를 바꿔가면서 구성품의 작동특성 변화에 대한 경향성을 검토함으로써 일반적인 구성품 설계 이론에 부합하는가를 확인하였다.

터빈 기익 선단부에 설치된 냉각유로에서의 요철 배열에 따른 열전달 특성 (Heat Transfer Characteristics in a Leading Edge Cooling Channel of a Turbine Blade with Various Rib Arrangements)

  • 이동현;김경민;이동호;조형희
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.459-466
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    • 2005
  • The present study investigates the heat transfer characteristics of a triangular channel. Three different rib configurations are tested. The ribs are installed on two sides of the channel. The rib height (e) to channel hydraulic diameter is 0.079 and the rib-to-rib pitch (p) is 8 times of the rib height. The rotation number ranges from 0.0 to 0.1 while the Reynolds number is fixed at 10,000. The copper blocks with heaters are installed on the channel walls to measure the regionally averaged heat transfer coefficients. For the stationary $45^{\circ}$ and $135^{\circ}$ ribbed channels, a pair of counter rotating vortices is induced by the angled rib arrangements, and high heat transfer coefficients are obtained on the regions near the inner wall for the $45^{\circ}$ ribbed channel and near the leading edge for the $90^{\circ}$ ribbed channel. The heat transfer coefficients of angled ribbed channels are changed little with rotation, whereas those of the transverse ribbed channel are changed significantly with rotation.

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