• 제목/요약/키워드: Axial-Flow Compressor

검색결과 124건 처리시간 0.022초

원시험 데이터 일반화를 적용한 원심압축기 설계 (Application of Generalized Experimental Data Correlation in Centrifugal Compressor Design)

  • 조규식;김진한;양수석;이대성
    • 한국유체기계학회 논문집
    • /
    • 제3권4호
    • /
    • pp.38-43
    • /
    • 2000
  • Recently, KARI(Korea Aerospace Research Institute, Korea) and CIAM(Central Institute of Aviation Motors, Russia) have made an effort in developing a centrifugal compressor for a small gas turbine engine as part of a collaboration program. This compressor has been designed as a sub-component for an axial-centrifugal compression system for a small turbo-shaft engine aiming adiabatic efficiency higher than 0.81. The geometrical design requirement imposes restrictions to have high inlet hub-to-tip ratio and inlet swirl flow. In this study, the compressor has been designed using the generalized experimental data established from those compressors having pressure ratio of 3.7 to 5. From this generalized empirical correlation, desirable values of design parameters could be obtained. Subsequently, quasi-3D and 3D viscous flow analyses have been performed to ensure the adopted methodology. It is expected that the centrifugal compressor provides total pressure ratio of 4.89, corrected mass flow-rate of 1.64kg/sec, and adiabatic efficiency of 0.815 with inlet hub-to-tip ratio of 0.641. These relatively high total pressure ratio and inlet hub-to-tip ratio are the main distinctive features in this design. Besides, one of the main features of this centrifugal compressor is the adoption of a double-row bladed diffuser to effectively decelerate the transonic flow leaving the impeller. The compressor has been manufactured and will be tested in the near future.

  • PDF

터보 압축기 성능시험을 위한 계측기기 선정 (Instrumentation for Performance Test of Turbo Compressor)

  • 박태춘;강영석;양수석
    • 항공우주기술
    • /
    • 제7권2호
    • /
    • pp.46-52
    • /
    • 2008
  • 5MW급 발전용 가스터빈의 주요 구성품 중 압축기에서의 성능시험 및 해석을 위해 측정 파라미터와 그 파라미터를 계측하기 위한 센서류를 선정하고자 한다. 축류압축기의 경우 각 단의 케이싱에서 정압 분포를 평균하여 계측하고, 내부 유동장에서 Kiel 온도관을 이용하여 전압 및 전온도 분포를 계측한다. 원심압축기의 경우 임펠러 출구의 허브면과 팁면에서의 정압 분포는 일반적으로 상당한 차이가 존재하므로 각 면에서 정압을 측정하여 평균하고, 디퓨저 내부와 디스월러 내부에서의 정압 분포를 계측하기 위해 한 피치에서 5개의 유선을 따라 10 곳에서 정압을 측정하고자 한다. 또한 압축기 내 유동특성과 동익-정익간의 상호작용을 고찰하기 위해 5공 피토관을 이용하여 내부 상세유동을 계측한다.

  • PDF

터보기계내의 3차원 비정상 비압축성 유동계산방법의 개발 (Development of a Computational Method of 3-D Unsteady Incompressible Flow in Turbomachinery)

  • 김봉균;박재인;주원구;조강래
    • 한국유체기계학회 논문집
    • /
    • 제2권2호
    • /
    • pp.57-63
    • /
    • 1999
  • The flow through multistage turbomachinery is affected by the interaction between a rotor and a stator. The interaction is due to the inviscid potential effect and viscous effect between closely spaced rotor and stator airfoils. Three-dimensional, unsteady, incompressible Navier-Stokes equations with a standard $k-{\epsilon}$ model are solved using a non-staggered grid system. This method is applied to the flow through a multistage compressor measured by Stauter et al. The results have shown strong interaction between the rotating and stationary flow field. The decay of rotor wake and the pressure profiles agree very well with experimental data. The wake produced by rotor causes unsteady pressure on the surface of a stator. The rotor/stator interaction produces the unsteady pressure force on the rotor and stator blades.

  • PDF

2단 축류압축기 성능예측에 대한 수치해석적 연구 (A Computational Study on the Performance Prediction of the Two-Stage Axial Compressor)

  • 최창호;김진한;양수석
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제30권4호
    • /
    • pp.77-83
    • /
    • 2002
  • 헬리콥터용 2단 축류압축기의 성능향상을 위한 설계/재설계 과정에서 수치해석을 통한 성능예측 및 내부유동분석에 대한 연구가 수행되었다. 기초 설계된 2단 압축기에 대한 유동해석을 통하여 스톨, 쵸크 등의 주요한 유동현상의 발생원인을 파악하였다. 또한 전압력 상승, 효율, 출구유동분포 등의 계산값이 실험값과의 비교에서 비교적 잘 일치하는 결과를 얻음으로써 유동해석을 통한 다단 압축기 성능예측에 대한 가능성을 검증하였으며, 재설계의 방향을 제시하였다. 따라서 3차원 유동해석은 다단 압축기의 개발 및 설계변경에 있어서 실험을 대신하여 적은 비용과 시간을 들이고도 만족한 결과를 얻을 수 있는 가능성을 보여 주었다. 1D/2D 기법으로 재설계된 압축기는 요구성능에는 다소 미흡하지만 재설계의 목적과 방향에 성공적으로 부합함을 보였다. 그러나 보다 나은 성능을 위해 향후 3차원적인 블레이드의 설계변경이 필요할 것으로 예측되었다.

가변안내깃 설치각이 다단 축류압축기 성능에 미치는 영향 (Effects of Variable Guide Vane Setting Angle on the Performance of Multi-Stage Axial Compressor)

  • 박준영;서정민;임형수;최범석;최태우;최재호
    • 한국추진공학회지
    • /
    • 제20권5호
    • /
    • pp.9-18
    • /
    • 2016
  • 일반적으로 다단 축류압축기는 부분 부하 조건에서 충분한 운전영역을 확보하기 위해 가변안내깃을 이용한다. 본 연구에서의 해석대상인 다단 축류압축기는 입구에서의 안내깃과 함께 1단과 2단 정익을 가변안내깃으로 하여 운전영역을 확보한다. 따라서 본 연구에서는 정격회전수의 70%와 90% 회전수 조건에서의 가변안내깃의 설치각이 다단 축류압축기의 성능에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 다단 축류압축기의 성능은 3차원 정상상태 및 비정상상태 수치해석을 이용하여 확보하였다. 각 해석기법을 통해 확보한 결과를 비교하였으며 내부유동장의 특성을 파악하였다.

텐덤 디퓨저의 상대 위치에 따른 원심압축기 성능 예측 (Numerical Analysis on the Performance Prediction of a Centrifugal Compressor with Relative Positions of Tandem Diffuser Rows)

  • 노준구;김진한
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
    • /
    • 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
    • /
    • pp.469-475
    • /
    • 2003
  • The performance of a centrifugal compressor composed of an impeller, tandem diffuser rows and axial guide vanes has been predicted numerically and compared with available experimental results on its design rotational speed. The pitchwise-averaged mixing plane method was employed for the boundaries between rotor and stator to obtain steady state solutions. The overall characteristics showed differently according to the relative positions of tandem diffuser rows while the characteristics of impeller showed almost identical. The numerical results agree with the measured data in respect of their tendency. It turned out that 0% of relative positions is the worst case in terms of static pressure recovery and efficiency. According to the experimental results, some pressure fluctuations and malfunction of the compressor were observed for 75% case. However, this numerical calculation using mixing plane method did not capture any of those phenomena. Thus, unsteady flow calculation should be performed to investigate the stability of the compressor caused by different diffuser configuration.

  • PDF

냉장고 기계실 축류홴 소음의 수치적 연구 (Numerical study on the machine room axial flow fan of a refrigerator)

  • 전완호;김욱;신대식;김현주
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
    • /
    • pp.1002-1006
    • /
    • 2006
  • The noise of a refrigerator is consisted of the various flow noises of a refrigerator fan, a compressor and a condenser fan. The demands of high flow rate, compact space and low noise are to be accommodated, especially, in the case of a premium refrigerator. In this study, flow field, noise sources and flow noise are analyzed numerically and compared to the measured data. The flow field is calculated with 3-dimensional CFD solver - SC/Tetra, and the noise source and aeroacoustic noise is analyzed with FlowNoise S/W. Low noise axial fan can be developed by controlling the dominant noise source area.

  • PDF

1단 축류압축기 내부 유동의 2차원 비점성 해석 (2-D Inviscid Analysis of Flow in One Stage of Axial Compressor)

  • 김현일;박준영;백제현;정희택
    • 한국전산유체공학회지
    • /
    • 제5권2호
    • /
    • pp.38-46
    • /
    • 2000
  • It has been indicated that the rotor/stator interaction has distinct causes of unsteadiness, such as the viscous vortex shedding, wake/stator interaction and potential rotor/stator interaction. In this paper, the mechanism of unsteady potential interaction in one stage axial compressor is numerically investigated for blade row ratio 1:1 and 2:3 at design point and for blade row ratio 2:3 at off-design point in two-dimensional view point. The numerical technique used is the upwind scheme of Van-Leer's Flux Vector Splitting(FVS) and Cubic spline interpolation is applied on zonal interface. In this study the flow unsteadiness due to potential interaction are found to be larger in blade row ratio 2:3 than in 1:1. The total pressure rise in blade row ratio 2:3 is closer to the real value in design point than that in 1:1. The change of unsteady pressure amplitude according to the variation of stator exit pressure is very small.

  • PDF

점성 손실모델 도입에 의한 축류 압축기 준 3차원 압축성 유동해석 (A Study on the Quasi-3-Dimensional Compressible Flow Calculation by Introduction of Viscous Loss Model in Axial-Flow Compressor)

  • 조강래;이진호;김주환
    • 대한기계학회논문집
    • /
    • 제13권5호
    • /
    • pp.1044-1051
    • /
    • 1989
  • 본 연구에서는 Wu가 제시한 수학적 모델에 기초를 둔 비점성 준3차원 유동해 석에 실제 유체의 점성효과 및 2차유동 등에 의해 발생하는 손실들을 손실모델로 반영하여 그 타당성 유무를 검토하는 데 목적을 두었다.

천음속 압축기 동익을 지나는 삼차원 유동의 수치해석 (Numerical Calculation of Three-Dimensional F1ow through A Transonic Compressor Rotor)

  • 이용갑;김광용
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제25권10호
    • /
    • pp.1384-1391
    • /
    • 2001
  • Three-dimensional flow analysis is implemented to investigate the flow through transonic axial-flow compressor rotor(NASA R67) and to evaluate the performances of Abid's low-Reynolds-number k-$\omega$ and Baldwin-Lomax turbulence models. A finite volume method is used fur spatial discretization. The equations are solved implicitly in time by the use of approximate factorization. The upwind difference scheme is used for inviscid terms and viscous terms are approximated with central difference. The flux-difference-splitting method of Roe is used to obtain fluxes at the cell faces. Numerical analysis is performed near peak efficiency and near stall. The results are compared with the experimental data for NASA R67 rotor. Blade-to-Blade Mach number distributions are compared to confirm the accuracy of the code. From the results, it is concluded that Abid'k-$\omega$ model is better for the calculation of flow rate and efficiency than Baldwin-Lomax model. But, the predictions for Mach number and shock structure are almost the same.