International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제6권2호
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pp.75-86
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2013
The effects of acoustic resonance and volute geometry on phase resonance are studied theoretically and experimentally using a centrifugal fan. One dimensional theoretical model is developed taking account of the reflection from the discharge pipe end. It was found that the phase resonance occurs, even with the effects of acoustic resonance, when the rotational speed of rotor-stator interaction pattern agrees with the sound velocity. This was confirmed by experiments with and without a silencer at the discharge pipe exit. The pressure wave measurements showed that there are certain effects of the cross-sectional area change of the volute which is neglected in the one dimensional model. To clarify the effects of area change, experiments were carried out by using a ring volute with a constant area. It was demonstrated that the phase resonance occurs for both interaction modes travelling towards/away from the volute. The amplitude of travelling wave grows towards the volute exit for the modes rotating towards the volute exit, in the same direction as the impeller. However, a standing wave is developed in the volute for the modes rotating away from the volute exit in the opposite direction as the impeller, as a result of the interaction of a growing wave while travelling towards the tongue and a reflected wave away from the tongue.
가스터빈엔진에서 압축기가 사용하는 에너지는 터빈에서 생성하는 에너지의 $30-50\%$까지도 이르기 때문에 압축기의 일을 줄이는 연구는 가스터빈의 효율을 증가시키는 문제와 연관된 중요한 연구주제이다. 압축기의 일을 줄이는 한 가지 방법으로 압축기의 입구에 물입자를 분사하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 물입자가 증발하면서 압축기 출구의 온도를 낮추어서 결과적으로 압축과정에 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 방법이다. 이전까지의 연구는 열역학적 해석에 집중하여 온도 및 일의 감소를 해석하거나, 실험에 근거하여 가스터빈의 성능변화에 집중되었다. 본 논문에서는 물분사의 영향을 마이크로터빈용 원심압축기에 적용하여 열역학적 해석 뿐 아니라 공력학적 해석을 수행하였다. 물을 분사할 경우 공기압축과정보다 임펠러 출구 유동각이 줄어들었으며, 증발율이 높을수록 유동각 감소가 증가하였고, 압력비가 낮을수록 유동각 감소가 증가하였다.
증발 농축공정중 각종 운전 조건의 제어 및 데이터 수집을 자동으로 하기 위하여 제어 및 데이터 수집 부위에 각종 조절기와 센서를 부착하여 컴퓨터 프로그램에 의하여 공정이 진행되도록 하였다. 증발 농축 장치는 원심식 박막증발기인 Centri-Therm$(CT-1B,\;{\alpha}-Laval\;Co.,\;Sweden)$이 이용되었으며 제어 변수로는 증발기의 압력, 급액 속도, 증기의 온도 및 냉각수의 유량 등을 택했다. 그리고 데이타 수집 부위로는 급액 및 농축액의 온도와 농도, 냉각수의 입구 및 출구 온도, 증기의 온도, 증발 온도, 원료 및 농축액의 중량 변화, 응축수의 양 등을 택했다. 운전 프로그램은 PASCAL language를 이용해 작성하였으며 전 공정은 균일하게 콘트롤되었다. 냉각수는 밸브 콘트롤러에 의해 시간당 125kg의 유속으로 흐르도록 하였으며 급액 속도 125/h에서 최대 증발 속도는 41.7kg/h였다.
선박용 디젤엔진에 정착되어 사용되는 기존의 터보차져 성능을 개량하기 위하여 압축기만의 수정개발을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 터빈과의 싸이클 matching 작업을 통하여 기존의 압축기 성능에 비하여 $7\%$ 증가된 회전수와 $8\%$ 증가된 입구 공기유량으로 상향 조정되면서 효율의 큰 저하 없이 전압력비도 3.5 수준으로 증가되도록 설계점이 성공적으로 확정되었다. (2) 기존의 압축기 케이싱과 스크롤을 대부분 그대로 사용한다는 기하학적 제한조건하에서 3차원 공력 설계가 성공적으로 수행되었고, 설계된 임펠러는 3차원 압축성 난류 수치유동해석 과정을 통해 구체적인 내부 유동과 임펠러의 overall 성능을 확인하였다. (3) 터보차져 전용 시험리그에서 시제품을 성능시험한 결과, 전반적인 압축기의 성능곡선을 성공적으로 도출하였다. 대체적으로 전체 회전수별로 실험결과로 얻은 전압력비는 설계 예측치와 매우 잘 일치하는 모습을 볼 수 있었고, 단열효율의 경우, 실험치와 예측치가 서로 잘 일치하고 있었다. 설계의도대로 설계점에서의 압력비 상승과 유량의 증가 등은 만족스럽게 달성된 것으로 판단된다. (4) 베인디퓨져의 제작문제로 인하여 설계회전수에서의 surge와 choke margin이 설계의도와는 달리 좋지 않은 상태이다. 이는 본래 설계대로 베인디퓨져를 재제작하고 설치각의 크기를 조절함으로써 앞으로 진행될 추가시험에서 보완할 예정이다.
최근 건축과 토목 구조물 기초에 적용되는 말뚝의 시공법은 환경 훼손, 소음 공해, 그리고 주위 민원을 최소화하기 위해 항타공법에서 매입공법 위주로 변화하는 추세를 보이고 있다. 이러한 시공방법의 변화로 인해 기존의 항타공법으로 사용되었던 말뚝 대신, 재료 및 구조적인 시스템 측면에서 보다 최적화되고 경제적인 매입용 말뚝의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 매입용 말뚝인 원심성형 철근콘크리트 말뚝의 보강된 이음방법을 제안하였다. 이전의 연구에서는 원심성형 철근콘크리트 말뚝에 대해 연장된 원형띠판과 스터드로 구성된 이음 보강방법이 기존 이음방법의 구조성능을 개선 시킬 수 있을 것으로 검토되었다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 이음방법의 구조성능을 말뚝의 휨과 전단 강도 실험을 통해 검증하였다. 이 제안된 이음방법은 설계에서 요구되는 휨과 전단 강도에 대해 충분한 성능을 보인 것으로 실험에서 나타났다. 또한, 전반적인 하중-처짐 거동이 이음부가 없는 일체형 구조에 근접하므로 설계에서 예상하는 거동과 성능이 안정적으로 현장 구조물에 반영될 수 있을 것으로 기대된다.
Kim, Hyung-Ho;Kim, Hyun-Soo;Ko, Ju-Young;Kim, Chul-Young;Lee, Ji-Hyeok;Jeon, You-Jin
Fisheries and Aquatic Sciences
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제19권4호
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pp.22.1-22.7
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2016
One of the main compounds in Ishige okamurae, diphlorethohydroxycarmalol (DPHC), is known to exhibit antiviral and anti-inflammatory effects. However, it has not been investigated extensively. In this study, preparative centrifugal partition chromatography (CPC) coupled with 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) ($ABTS^+$) online HPLC was employed for effectively separating considerable amounts of antioxidant compounds from marine algae. Two main antioxidant compounds, DPHC and octaphlorethol A (OPA), respectively, were confirmed and isolated from the ethyl acetate (EtOAc) fraction of I. okamurae by $ABTS^+$ online HPLC and preparative CPC systems. The presence of DPHC and OPA was confirmed in the EtOAc fraction of I. okamurae by both liquid chromatography with diode array detection and electrospray ionization mass spectrometry (LC-DAD-ESI/MS) and $ABTS^+$ online HPLC systems: DPHC (39 mg) and OPA (23 mg) were successfully isolated from I. okamurae (500 mg) with optimum solvent composition (0.5:10:4:6; n-hexane/EtOAc/MeOH/water, v/v) with corresponding partition coefficients (K) of 1.62 and 2.71, respectively, by preparative CPC. Hence, CPC coupled with $ABTS^+$ online HPLC is convenient for the efficient and simple isolation of these antioxidant compounds from I. okamurae.
In this Part II study, rotordynamic stability analyses were carried out to confirm improvements to the stability of a process high-speed lightweight centrifugal compressor, depending on the effects of tilting pad journal bearing designs. The bearing design variables considered were the clearances, LBPs, LOPs, and preloads. The results showed that the rotordynamic stability of the subject compressor rotor-bearing system improves exactly in accordance with the effects of the bearing design variables, which were determined in the preceding Part I study, owing to reduced bearing stiffnesses. Specifically, it was confirmed that the stability of the rotor system can be greatly improved by increasing both the machined and assembled bearing clearances, but there were no stability improvements by simply changing from an LBP to an LOP design. In addition, it was confirmed that for given fixed machined bearing clearances, the stability can be additionally improved by decreasing the preloads, i.e., by increasing the assembled clearances. In conclusion, it may be necessary to improve the designs of the original tilting pad bearings to obtain a sufficient margin of rotordynamic stability against a possible aerodynamic cross-coupled stiffness in a process high-speed centrifugal compressor. Thus, increasing the machined and assembled bearing clearances and decreasing the preload could be effective solutions.
Purpose: Dental casting Co-Cr-Mo based alloys of five kinds of ingot type and two kinds of shot type were analyzed the melting processes with heating time of high frequency induction centrifugal casting machine using infrared thermal image analyzer. Methods: When Co-Cr-Mo based alloys were put about 30g/charge in the ceramic crucible of high frequency induction centrifugal casting machine and heat, Infrared thermal image analyzer and IR thermometer indicated these alloys in the crucible were set and operated. Results: The melting temperatures of alloys measuring infrared thermal image analyzer were deviated ${\pm}10^{\circ}C$ compared to those of manufacturing company. On the other hand, the melting time of alloys were differently appeared with the shape of alloys(ingot and shot type). Conclusion: The melting temperatures of dental Co-Cr-Mo based alloys were measured the degree of $1,360{\sim}1410^{\circ}C$ and the heating time with the alloys of ingot and shot type were deviated ${\pm}10sec$.
This research presents an analytical model to investigate vibration due to ball bearing waviness in a rotating system supported by two or more ball bearings, taking account of the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball. The waviness of rolling elements is modeled by the sinusoidal function, and it is incorporated into the position vectors of the race curvature center. The Hertzian con tact theory is applied to calculate the elastic deflection and nonlinear contact force while the rotor has translational and angular motions. Both the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball and the waviness of the rolling elements are included in the kinematic constraints and force equilibrium equations of a ball to derive the nonlinear governing equations of the rotor, which are solved by using the Runge-Kutta-Fehlberg algorithm to determine the new position of the rotor. The proposed model is validated by the comparison of the results of the prior researchers. This research shows that the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball plays the important role in determining the bearing frequencies, i.e. the principal frequencies, their harmonics and the sideband frequencies resulting from the waviness of the rolling elements of ball bearing. It also shows that the bearing vibration frequencies are generated by the waviness interaction not only between the rolling elements of one ball bearing but also between those of two or more ball bearings constrained by the rotor.
통상 제어기 설계용으로 개발되는 차량용 수퍼 차져의 동적 거동 모델은 경험식에 의존한 압축기 맵을 활용하고 있어, 실제 서지 현상의 발생에 따른 시스템의 영향과 거동특성을 모사하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 수퍼 차져의 운전 동특성을 모사할 수 있는 해석기반 압축기 모델을 개발하고 운전 변동성에 따른 압축기의 운전 추이를 모사하고자 한다. 모델 개발은 SIMULINK$^{(R)}$ 환경에서 진행하고, 기준 동특성 모델은 Greitzer의 압축기 모델을 적용하였다. 해석 결과는 실험 결과와 비교 검증을 통해 모델의 타당성을 확인하였으며 운전 특성 변화에 따른 압축기 성능 및 서지 발생 가능성에 대해 확인 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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