• 제목/요약/키워드: Gas turbine blade

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가스발생기 내부 유동 특성에 관한 수치 연구 (Numerical study on the reactive flow in Gas Generator)

  • 유정민;이창진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.198-202
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    • 2005
  • 가스발생기는 액체 추진 로켓의 터보 펌프 시스템에서 터빈을 구동시키기 위한 중요한 장치이다. 터빈 블레이드의 보호를 위해서 가스발생기의 출구 온도가 제한을 받으며, 이를 위해 농후 연소를 발생시킨다. 본 연구에서는 가스발생기의 연소에 대한 수치적 연구를 통하여 가스발생기 내부의 유동 특성을 이해하고 나아가 가스발생기의 성능을 예측할 수 있는 수치 해석 도구의 개발을 목표로 하고 있다.

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터빈 노즐 및 열차폐 코팅에 따른 고압 1 단 터빈 블레이드의 구조 건전성 영향에 대한 연구 (A Study on the Structural Integrity of the First Stage Turbine Blade Caused by Thermal Barrier Coatings and the Cooling Design of the Nozzle)

  • 허재성;강영석;이동호
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제4권2호
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    • pp.93-99
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    • 2016
  • 엔진 성능 혹은 효율의 극대화는 엔진 구성품들을 점점 더 극한의 환경에서 장시간 운용되게 요구하고 있다. 이를 위해 엔진 제작사 혹은 연구소는 초내열합금, 냉각 설계 최적화, 열차폐 코팅 개선 등의 노력과 동시에 재료 모델링, 유한요소해석, 최적설계 등의 수치 해석 기법을 적용하여 좀 더 정교한 설계 및 해석을 수행하고 있다. 본 연구에서는 연소기 뒤에 위치하는 1 단 고압터빈 노즐의 끝벽 냉각 설계와 열차폐 코팅에 따른 일방향 응고 재료인 1 단 고압터빈 블레이드의 저주기 피로 수명에 대한 영향을 고찰하고자 한다. 이를 위해 경계 조건인 고온 및 고압의 연소 가스에 의한 노즐 및 블레이드의 금속 온도는 복합 열 전달 해석을 통해 얻고, 이 결과를 받아 블레이드의 구조 해석 및 저주기 피로수명을 평가하여 노즐 냉각설계와 열차폐 코팅의 영향을 분석하였다.

후류장에 의한 가스터빈 회전익 통로내 비정상 유동의 수치해석적 연구 (A Numerical Analysis of Unsteady Flow in a Rotor Blade Passage by Wake Passing)

  • 김윤제;전용렬
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 1998년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.233-239
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    • 1998
  • The effects of unsteady flow on gas turbine, particularly on a rotor blade surface are numerically investigated. The unsteady flow in a rotor blade passage as a result of wake/blade interaction is modeled by the inviscid flow approach, and solved by the Euler equations using a time accurate marching scheme, Numerical results show that for the case of $P_s/ P_r= 1.5$, the velocity and pressure distribution on the blade surfaces have much more complex profiles than those of $P_s/ P_r= 1.0$.

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나프탈렌 포화공기가 분사되는 막냉각 홀을 가진 터빈 블레이드 표면의 열/물질전달 계수 측정 (Heat/Mass Transfer Measurements on a Film Cooled Blade with Naphthalene Saturated Coolant)

  • 이동현;이동호;김경민;조형희;김범수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.433-436
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    • 2010
  • 본 논문에서는 막냉각홀이 설치된 동익 표면에서의 열/물질전달 특성을 나프탈렌 승화법들 이용해 고찰하였다. 실험에는 저속 환형풍동이 이용되었으며, 풍동 내에는 16개의 동익으로 구성된 터빈단이 설치되어 있다. 동익의 선단부에는 막냉각을 위한 홀이 3열로 배치되어 있으며, 막냉각유체의 분사비를 1.0에서 2.0으로 조절하며 국소 열/물질전달계수를 측정하였다. 전반적인 열/물질전달 계수는 분사비가 높아짐에 따라 증가하며, 박리기포에 의해 압력면에 형성된 낮은 열/물질전달 계수를 갖는 영역은 분사비의 증가와 함께 사라진다.

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가스터빈 블레이드 MODAL TEST를 위한 실험적 방법에 관한 연구 (An Experimental Study on the Modal Test of Gas Turbine Blade Integrity)

  • 조철환;양경현;김성휘
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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    • pp.1388-1392
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    • 2001
  • In this paper, an experimental method of several modal analyses was devised to iify the vibration characteristics of G/T blade in power plants. Also, it is being applied this method to establish the standard category of natural frequency of new developed blades. So acceptance margin to avoid resonance due to nozzle waking force is being established for new blades. It is expected to improve the availability of G/T blades by using the result of this study.

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회전하는 ㄹ자형 관내의 유동에 관한 수치해석 연구 (A Numerical Study on Flows in a Rotating Serpentine Passage)

  • 허남건;조원국;윤성영;윤성영;김광호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.1621-1632
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    • 1993
  • 본 연구에서는 모델 냉각통로 내에 대한 유동장 및 열전달 계수분포를 구하기 위하여 수치적 방법에 의한 접근을 시도하였고 이를 위하여 본 연구실에서 개발한 유한체적법 유동해석 프로그램인 TURBO-3D를 사용하였다. 계산 영역은 터빈날개 내의 냉각유로를 단순화한 ㄹ자 형태의 유로를 설정하였으며 등온상태의 유동에 대하여 해를 구하였다.실제 고온의 터빈날개내에서는 큰 온도구배에 의한 강한 부력효과가 예상되어 이를 무시할 수는 없으나 등온 가정하의 유동장으로부터 Reynolds analogy 에 의한 열전달특성의 유추가 가능하다. 그러므로, 본 연구에서는 특히 회전수의 변화에 따른 Coriolis효과의 변화 및 2차 유동의 구조를 파악하였고 또한 이들에 의한 주 유동장과 압력분포 및 국부 열전달 특성을 파악하였다.

Effects of Impeller Geometry on the 11α-Hydroxylation of Canrenone in Rushton Turbine-Stirred Tanks

  • Rong, Shaofeng;Tang, Xiaoqing;Guan, Shimin;Zhang, Botao;Li, Qianqian;Cai, Baoguo;Huang, Juan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제31권6호
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    • pp.890-901
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    • 2021
  • The 11α-hydroxylation of canrenone can be catalyzed by Aspergillus ochraceus in bioreactors, where the geometry of the impeller greatly influences the biotransformation. In this study, the effects of the blade number and impeller diameter of a Rushton turbine on the 11α-hydroxylation of canrenone were considered. The results of fermentation experiments using a 50 mm four-blade impeller showed that 3.40% and 11.43% increases in the conversion ratio were achieved by increasing the blade number and impeller diameter, respectively. However, with an impeller diameter of 60 mm, the conversion ratio with a six-blade impeller was 14.42% lower than that with a four-blade impeller. Data from cold model experiments with a large-diameter six-blade impeller indicated that the serious leakage of inclusions and a 22.08% enzyme activity retention led to a low conversion ratio. Numerical simulations suggested that there was good gas distribution and high fluid flow velocity when the fluid was stirred by large-diameter impellers, resulting in a high dissolved oxygen content and good bulk circulation, which positively affected hyphal growth and metabolism. However, a large-diameter six-blade impeller created overly high shear compared to a large-diameter four-blade impeller, thereby decreasing the conversion ratio. The average shear rates of the former and latter cases were 43.25 s-1 and 35.31 s-1, respectively. We therefore concluded that appropriate shear should be applied in the 11α-hydroxylation of canrenone. Overall, this study provides basic data for the scaled-up production of 11α-hydroxycanrenone.