In this study, a preliminary design method of the axial fan was systematically established based on the two-dimensional cascade theory. Flow deviation, lift coefficient, distribution of velocity and pressure coefficient on blade surfaces were predicted by an inviscid flow theory of Martensen method, which was also applied to select an airfoil for required performance in the present design process. The aerodynamic performance of designed blades can be predicted quickly and reasonably by using the through-flow calculation method in the preliminary design process. It would be recommendable to adopt three-dimensional viscous flow calculation at the final design refinement stage.
Flow patterns were measured in a shrouded centrifugal impeller. The flow rate in measurements was fixed at the value corresponding to a nearly zero incidence at the blade inlet. By using a single slanted hot-wire probe and a Kiel probe mounted on the impeller hub disk, the 3-D relative velocities and the rotary stagnation pressures were measured in seven circumferential planes from the inlet to the outlet of impeller rotating at 700 rpm, and the static pressure distribution along flow passage and the slip factor at impeller outlet were calculated from the measured values. From these measured data, the primary and secondary flows, the wake production and the static pressure rise in the impeller passage were investigated. Furthermore, the secondary flow patterns and the wake's location in this impeller passage were compared with those of the unshrouded impeller.
The various film cooling hole shapes have been proposed for effective external cooling of gas turbine blade. In this study, the film cooling effectiveness by three different hole shapes (cylindrical hole, $15^{\circ}$ angle anti-vortex hole, 30-7-7 fan-shaped hole) were examined experimentally. Pressure Sensitive Paint (PSP) technique was used to measure the film cooling effectiveness. The coolant to mainstream density ratio was 1.0 and three blowing ratios of 0.5, 1.0, and 2.0 were considered. Results clearly showed that the effect of hole shape on the distribution of film cooling effectiveness. For the cylindrical hole case, the film cooling effectiveness decreased remarkably as the blowing ratio increased due to the jet lift off. Because of large hole exit area and low coolant momentum, the 30-7-7 fan-shaped hole case showed the highest film cooling effectiveness at all blowing ratio, followed by the anti-vortex hole case.
This study presents the mechanical behavior of a ventilating window (a tsunami damper) on the building wall of a nuclear power plant. The window, which is under development, is used to ventilate a machinery room and the building under normal conditions, but it also provides a safety barrier for critical equipment against a tsunami caused by an earthquake. A finite element analysis was conducted to investigate the deflection and the stress distribution of the window under given loading conditions. With symmetry, a one-quarter portion of one window was modeled, and the pressure due to a great tide is assumed to be 7 bar. A structural analysis of the assembled frame, composed of a blade and casing, was also conducted using contact conditions to find the stress and strain configurations caused by the applied pressure.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제17권2호
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pp.44-51
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1993
Here is represented a vortex panel method to evaluate the performance characteristics of the 2-dimensional turbomachinery with circular arc blades or logarithmic blades. The present method is characterized by distributing small consecutive panels of linearly varing vortex strength satisfying boundary condition at control points and Kutta condition at trailing edge. To confirm the reliability of the present method, experimental result of a 2-D pump impeller of six circular arc blades is compared with the calculated one. As an application of the present method, figures are presented in series showing velocity and pressure distribution between blades.
Turbo fan as an air moving device is widely used for its silent characteristics and high efficiency relative to the other centrifugal multi blade impeller. In general, turbo fan is installed with a scroll casing for energy conversion from kinetic one to pressure energy. However, a turbo fan without scroll casing is considered as a present model that is proposed model for compact design of a product In detail, the model has only 4 cutoffs as guiders for 4 separated outlets. Specially, equal distribution of flow rate generated by the model blower is main interest in this investigation. The optimal position of the guider is found by reducing abnormal flows such as reverse flow in each outlet.
Propeller blades have complex airfoil section type geometry and the thickness is continuously varied to both its length and cord-wise direction. in the present research, the finite element analysis program PROSTEC (Propeller Stress Evaluation Code) is developed to calculate the structural responses of propeller blades in irregular ship wake field. To represent the curved and skewed geometry of propeller blades accurately, 20-node curved solid element using the quadratic shape function is adopted. Input data for the analysis including the geometry and pressure distribution of propeller blades can be generated automatically from the propeller design program. And to visualize the results of analysis on windows system conveniently, the post processor PROSTEC-POST is developed.
This paper presents the characteristics of internal clearances for the interstage of blades and shaft gland seals on the steam turbine which are installed in tandem compound. Internal clearances was changed when the rotor turned in the cylindrical sleeve bearing due to the generation of oil film wedge. This presented concern is very useful to prevent the rubbing damage of seal edge between the fixed and moving parts in steam turbine due to the misalignment at the rotating and stationary parts. This method is applied for the unbalanced clearances distribution to the left and right sides in the turbine casing. A considerable amount of unbalanced clearances distribution trend is determined according to the rotating speed of rotor, size and type of proceeding bearing, oil viscosity, surface roughness of bearing and shaft, oil temperature, oil pressure and bearing load.
A three-dimensional computation was conducted to understand effects of the inlet boundary layer thickness on the internal flow in a low-speed axial compressor operating at the design condition($\phi=85\%$) and near stall condition($\phi=65\%$). At the design condition, the flows in the axial compressor show, independent of the inlet boundary layer thickness, similar characteristics such as the pressure distribution, size of the hub comer-stall, tip leakage flow trajectory, limiting streamlines on the blade suction surface, etc. However, as the load is increased, the hub corner-stall grows to make a large separation region at the junction of the hub and suction surface for the inlet condition with thick boundary layers at the hub and casing. Moreover, the tip leakage flow is more vortical than that observed in case of the thin inlet boundary layer and has the critical point where the trajectory of the tip leakage flow is abruptly turned into the downstream. For the inlet condition with thin boundary layers, the hub corner-stall is diminished so it is indistinguishable from the wake. The tip leakage flow leans to the leading edge more than at the design condition but has no critical point. In addition to these, the severe reverse flow, induced by both boundary layer on the blade surface and the tip leakage flow, can be found to act as the blockage of flows near the casing, resulting in heavy loss.
Lowson의 음향상사식을 이용하여 시간영역에서 풍력터빈의 저주파수 소음을 예측 하였고, 관련 소음원들의 기여도를 분석하였다. 소음원으로서 날개-깃 상 평균 압력 분포를 구하기 위하여 XFOIL를 이용하였다. 이 때, 소음 예측 시 입력 값 인 유한 요소 상의 힘을 계산하기 위해 날개-깃을 여러 개의 요소로 분할하였다. 소음원을 힘 섭동항, 가속도항, 속도항으로 분리하여 주파수 기여도를 분석하였다. 끝으로, 예측 스펙트럼을 운용 중 인 풍력터빈에 대하여 측정한 저주파수 소음과 비교하였고, 그 결과 풍속 증가에 따라 힘 섭동 성분이 저주파수에서 크게 기여하는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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