• 제목/요약/키워드: Pressure loss coefficient

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축류터빈에서 끝간격 유동에 의한 편향각과 압력손실의 모형 (Modeling of Deviation Angle and Pressure Loss Due to Rotor Tip Leakage Flow Effects in Axial Turbines)

  • 윤의수;박부룡;정명균
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권11호
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    • pp.1591-1602
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    • 1998
  • Simple spanwise distribution models of deviation angle and pressure loss coefficient due to the tip leakage flow are formulated for use in association with the streamline curvature method as a flow analysis. Combining these new models with the previous deviation and loss models due to secondary flow, a robust streamline curvature method is established for flow analysis of single-stage, subsonic axial turbines with wide ranges of turning angle, aspect ratio and blading type. At the exit from rotor rows, the flow variables are mixed radially according to a spanwise transport equation. The proposed streamline curvature method is tested against a forced vortex type turbine as well as a free vortex type one. The results show that the spanwise variations of flow angle, axial velocity and loss coefficients at rotor exit are predicted with good accuracy, being comparable to a steady three-dimensional Navier-Stokes analysis. This simple and fast flow analysis is found to be very useful for the turbine design at the initial design phase.

스퀼러팁의 압력면 개방길이 변화에 따른 터빈 익렬 팁간극 유동 특성 및 압력손실 (Tip Gap Flow and Aerodynamic Loss Generation over a Cavity Squealer Tip with the Variation of Pressure-Side Opening Length in a Turbine Cascade)

  • 천주홍;이상우
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.5-10
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    • 2012
  • The effect of pressure-side opening length on three-dimensional flow fields and aerodynamic losses downstream of a cavity squealer tip has been investigated in a turbine rotor cascade for the squealer rim height-to-chord ratio and tip gap height-tochord ratio of $h_{st}/c$ = 5.05% and h/c = 2.0% respectively. The opening length-to-camber ratio is changed to be $OL/c_c$ = 0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, and 0.7 The results show that longer OL leads not only to weaker secondary flow but also to lower aerodynamic loss in the tip leakage vortex region, while it significantly widens the area with high aerodynamic loss in the passage vortex region. The aerodynamic loss coefficient mass-averaged all over the measurement plane is kept almost constant for $0.0{\leq}OL/c_c{\leq}0.3$, whereas it increases rapidly for $OL/c_c$ > 0.3 in proportion to $OL/c_c$. There is little deterioration in flow turning with increasing $OL/c_c$.

환형 공명기가 설치된 소음기 설계 및 성능 시험 (Design and Performance Test of Silencers with Ring-shaped Resonators)

  • 김봉기;김상렬;이성현;이종화;이해성
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.357-364
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    • 2011
  • In this study, ring-shaped acoustic resonators were proposed to be installed in a silencer to increase the acoustic performance of silencer in the low-frequency range. Evaluation of noise reduction performance of acoustic resonator arrays was carried out by measuring the random-incidence absorption coefficient. It was found that the absorption coefficient of resonator array was measured up to 1 at 125 Hz of 1/3-octave band center frequency. Insertion losses of silencers with ring-shaped acoustic resonator arrays were measured based on ISO 7235. The results were shown that the ring-shaped resonator could increase the insertion loss up to 13 dB without flow, whereas 7 dB when flow speed reached 15 m/s. As increasing the flow speed above 15 m/s, the effect of acoustic resonator decreased due to the effect of nonlinear air damping of the resonator. It was also found that the increment of pressure drop by the presence of resonator arrays was about 9 % at flow speed of 25 m/s.

직선형 냉각채널에서의 압력손실에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Pressure Loss in Straight Cooling Channels)

  • 윤원재;안규복;김홍집
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.94-103
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    • 2016
  • 액체로켓엔진에서의 재생냉각 채널은 높은 온도의 연소가스로부터 연소실 내벽을 효율적으로 냉각하기 위해 사용되며, 냉각채널 설계를 위해서는 열전달 특성과 압력손실 특성을 미리 예측하여야 한다. 본 연구에서는 서로 다른 형상을 갖는 5개의 냉각채널을 설계하고, 커터와 엔드밀로 채널을 제작하였다. 채널을 흐르는 유속과 후단 압력조건을 달리하여 가공방법, 채널 형상, 유동조건에 따른 압력손실을 실험적으로 측정하여 해석결과와 비교를 수행하였다. 동일 형상 및 유동조건에서 커터로 가공된 채널이 엔드밀로 가공된 채널보다 압력손실이 적었다. 또한 채널 형상, 유동조건에 따라 실험결과와 해석결과의 압력손실 비가 달라짐을 확인할 수 있었다.

고체추진제 가스발생기 설계를 위한 필터 효과에 대한 고찰 (On the effect of filters for the design of solid propellant gas generators)

  • 홍문근;이수용
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2524-2527
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    • 2007
  • Solid propellant gas generators (SPGG) play a role as a turbopump starter in liquid propellant propulsion systems by supplying pressurized gas to power turbines for engine start. For such a purpose, the propellants should burn with a relative low flame temperature and the combustion gas should not contain corrosive constituents such as chlorine compounds. In accordance with these requirements, stabilized AN-based propellants have been usually used as the most appropriate oxidizer for propellant compositions. However, the burning area of the propellant intends to increase to satisfy the required mass flux because of its low burning rate. Consequently the burning area incensement brings on the SPGG size augmentation. A flow restriction such as filters is applied to decrease the SPGG size by rising up the combustion pressure resulting in increasing the burning rate. The feasibility of the size reduction of SPGG by the employment of filters have been studied. The preliminary results of this study show that the considerable reduction of SPGG size would be achievable just by installing a filter with relatively high pressure loss coefficient.

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90도 각도를 갖는 분기수로에서 모형실험결과를 이용한 손실계수 경험식 산정 (Estimation of Head Loss Coefficient Empirical Formulas Using Model Experimental Results in a 90° Angle Dividing Channel Junction)

  • 박인환;성호제;김형준;이동섭
    • 대한토목학회논문집
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    • 제37권6호
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    • pp.989-999
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    • 2017
  • 본 연구에서는 분기수로에서 발생되는 에너지손실을 계산하기 위한 손실계수의 경험식을 산정하기 위해 수리모형실험을 수행했다. 수리모형은 유입수로와 90도의 각도를 갖는 두 유출수로로 구성되어 있으며, 유입수로과 유출수로에서 압력수두와 속도수두를 측정하여 분기수로에서 발생되는 에너지손실을 분석했다. 각 측선에서 동수경사선의 변화를 비교한 결과, 수로의 분기점에서 동수경사선이 급격히 하강하여 에너지손실이 분기점에서 발생되었으며, 유량비의 증가에 따라 속도수두의 감소폭이 증가했다. 유량비와 Froude수가 증가함에 따라 유출량이 더 큰 수로에서 수두손실량이 지수적으로 증가하는 결과를 보였으며, 손실계수 또한 증가했다. 반면에, 유출량이 작은 수로에서는 유량비와 Froude수의 증가에 따라 손실계수가 감소하는 결과가 나타났다. 손실계수 계산결과를 이용하여 두 유출수로에서 손실계수 경험식을 제안하였으며, 경험식의 계산오차가 각각 3.91%, 5.19%로 나타났다. 그리고 두 경험식을 이용하여 계산한 총 손실계수를 실험결과와 비교하여 3.62%의 오차가 발생했다.

이상 유동에 놓인 관군의 표면에 작용하는 압력 분포 (Pressure Distribution over Tube Surfaces of Tube Bundle Subjected to Two-Phase Cross-Flow)

  • 심우건
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권1호
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    • pp.9-18
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    • 2013
  • 이상 횡 유동은 응축기, 증발기와 원자로 증기발생기와 같은 쉘과 튜브의 열 교환기에서 볼 수 있다. 이상 유동장에 놓인 구조물에 작용하는 수동력을 이해하기 위해서는 이상유동의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 이상 유동의 유동특성과 유동변수를 소개하고 관군에서의 압력손실과 실린더에 작용하는 압력분포에 의한 수동력을 평가하기 위한 실험을 수행하였다, 실험부 입구에서 이상유동은 혼합되었으며 실험은 횡 방향 이상 유동장에 놓인 정규 삼각형 배열을 갖는 관군을 사용하여 수행하였다. 관군에서의 흐름방향 압력손실을 측정하여 이상유동의 마찰승수를 계산하고 이론적 결과와 비교하였다. 또한 특정 실린더에 작용하는 원주 방향 압력 분포의 측정결과와 이상유동의 기초이론에 근거하여 압력손실계수의 분포 및 항력계수에 미치는 체적건도와 단위면적당 질량유량의 효과를 평가하였다. 튜브 표면에 작용하는 측정된 압력을 수치해석방법으로 적분하여 항력계수를 계산하였다. 작은 질량 유량의 경우에 측정된 마찰 승수는 기존의 이론 결과와 잘 일치하며 압력분포에 의한 항력계수에 작용하는 기공률의 영향은 기존의 실험결과와 정성적으로 유사한 경향을 보이고 있다.

공력 저항 측정기를 이용한 방풍펜스 방진막의 공기 투과 저항력 측정 (Measurement of Aerodynamic Properties of Screens for Windbreak Fence using the Apparatus for Testing Screens)

  • 김락우;이인복;홍세운;황현섭;손영환;김태완;김민영;송인홍
    • 한국농공학회논문집
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    • 제55권6호
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    • pp.145-154
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    • 2013
  • Recently, damage occurrence by wind erosion has been increasing in society. In times past, such problems only took place in desert area ; however, in recent years, the wind erosion problem is spreading out to agricultural land. Wind erosion in agricultural land can cause loss of loam soils, the disturbance of the photosynthesis of the crop fields and serious economic losses. To overcome the mentioned problems, installation of windbreak fence can be recommended which function as disturbing strong wind and wind erosion. However, there is still no proper guideline to install the windbreak fence and the installation used to rely on the intuition of the workers due to the lack of related studies. Therefore, this study measured the aerodynamic resistance of screens of the windbreak fence using the apparatus for testing screens. The apparatus for testing screens was designed to measure pressure loss around the screen. Measured pressure loss by wall friction compensated for pressure loss to calculate the aerodynamic resistance of screens. The result of pressure loss by regression analysis derived the aerodynamic coefficient of Darcy-Forchheimer equation and power law equation. The aerodynamic resistance was constant regardless of the overlapped shape when the screen was overlapped into several layers. Increasing the number of layers of the screen, internal resistance increased significantly more, and pressure loss caused by the screen also increased linearly when the wind speed was certain conditions, but permeability had no tendency. In the future, the results of this study will be applied to the computational fluid dynamics simulation. The simulation models will be also validated in advance by wind tunnel experiments. It will provide standard of a design for constructing windbreak fence.

충동터빈과 반동터빈 캐스케이드에서의 팁 간극 손실에 대한 비교 연구 (Comparative Study of Tip Clearance Loss in Impulse and Reaction Turbine Cascades)

  • 박경욱;정은환;송성진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.145-148
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    • 2008
  • 현재 항우연에서 개발 중인 우주발사체 터보펌프에 사용되는 터빈은 단단 충동터빈을 적용하고 있다. 우주발사체의 안정성을 위해 팁 간극을 비교적 많이 허용하고 있는데, 효율적인 면에서는 반동터빈 보다 다소 뒤지지만, 높은 출력비를 가지는 충동터빈이 팁 간극이 커질 때 어떤 효율경향을 나타내는지 알아보는 일은 의미 있는 일이다. 실험은 아음속 조건에서 실험하였고, 팁 간극을 각각 코드기준 1%$\sim$20%일 경우 충동과 반동 각각의 경우에 대하여 하류 전압손실을 측정하였다. 측정결과 팁 간극이 10%보다 더 커지면, 충동터빈이 오히려 전압손실량이 반동터빈보다 더 작아진다. 이것은 팁 간극이 비교적 큰 조건에서 충동터빈이 반동터빈보다 효율이나 출력비 면에서 더 나은 성능을 나타냄을 의미한다.

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Friction and Wear Properties of Cu and Fe-based P/M Bearing Materials

  • Tufekci Kenan;Kurbanoglu Cahit;Durak Ertugrul;Tunay R. Fatih
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제20권4호
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    • pp.513-521
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    • 2006
  • The performances of porous bearings under different operating conditions were experimentally investigated in this study. Material groups studied are 90%Cu + 10%Sn bronze and 1%C + % balance Fe iron-based self-lubricating P/M bearings at constant (85%) density. In the experiments, the variation of the coefficient of friction and wear ratio of those two different group materials for different sliding speeds, loads, and temperatures were investigated. As a result, the variation of the friction coefficient-temperature for both constant load, and constant sliding speed, friction coefficient-average bearing pressure, PV-wear loss and temperature-wear loss curves were plotted and compared with each other for two materials, separately. The test results showed that Cu-based bearings have better friction and wear properties than Fe-based bearings.