• 제목/요약/키워드: Turbo-Compressor

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연료전지 버스용 공기공급시스템 개발 (Development of Air Supply System for FCEV Bus)

  • 박창호;조경석;김우준;오창훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.417-420
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    • 2006
  • FCEV uses electric energy generated from the reaction between Hydrogen and Oxygen in fuel cell stack as driving force. As fossil fuels are exhausted, fuel cell is regarded as a potent substitute for next generation energy source, and thus, most of car-makers make every efforts to develop fuel cell electric vehicle (FCEV). In addition, fuel cell is also beneficial in aspect of environment, because only clean water is produced during chemical reaction process instead of harmful exhausted gas. Generally, Hydrogen is supplied from high-pressured fuel tank, and air blower (or compressor) supplies Oxygen by pressurizing ambient air. Air blower which is driven by high speed motor consumes about $7{\sim}8%$ of energy generated from fuel cell stack. Therefore, the efficiency of an air blower is directly linked with the overall performance of FCEV. This study will present developing process of an air blower and its consisting parts respectively.

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인공지능 및 성능덱 데이터를 이용한 압축기 성능도 식별에 관한 연구 (A Study on Compressor Map Identification using Artificial Intelligent Technique and Performance Deck Data)

  • 기자영;공창덕;이창호
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.81-88
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    • 2005
  • 가스터번 엔진의 성능을 예측하기 위해서는 자신의 성능 특성을 포함한 구성품 성능도가 요구된다. 본 연구에서는 유전 알고리즘을 이용하여 압축기 성능도를 제작사에서 제공한 성능덱으로부터 역으로 식별하는 방법을 제안하였다. 알고리즘은 경사 로터 방식 스마트 UAV를 위한 PW206C 터보축 엔진에 적용하였다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 새롭게 만들어진 압축기 성능도를 이용한 해석 결과와 제작사에서 제공한 EEPP(Estimated Engine Performance Program) 덱(deck)을 이용한 해석 결과를 비교하였다. 또한 기존의 스케일링 방법을 이용하여 얻어진 구성품 성능도를 이용한 해석결과와도 비교하였다. 그 결과 운용 영역이 설계점에서 멀어질수록 기존의 스케일링 방법을 이용한 구성품 성능도를 사용한 경우 오차가 크게 증가하였다. 반면 유전알고리즘을 이용하여 생성된 압축기 성능도를 사용한 경우 EEPP의 해석결과에 더 근접함을 확인할 수 있었다.

터보 팽창기를 활용한 NGL 회수공정 최적화에 대한 연구 (An Optimization Study on the NGL Recovery Process Using Turbo-expander)

  • 김유미;조정호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.1473-1478
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    • 2011
  • 본 연구에서는 전처리 공정을 거친 천연가스로부터 에탄 이상의 성분을 회수하기 위한 탈메탄탑에 대한 전산모사와 공정 최적화를 수행하였다. 전처리된 천연가스는 탈메탄탑 상부의 차가운 기상류와의 열교환 및 프로판 냉동 사이클이 포함된 예냉공정을 거친 후에 기상과 액상이 분리된다. 기상은 터보 팽창기를 거치면서 생산되는 동력을 residue gas의 압력을 높이기 위한 압축기에 전달한 후에 부분적으로 응축되어 탈메탄탑 상부로 주입된다. 액상류는 줄-톰슨 팽창 밸브를 거친 후 더욱 냉각되어 탈메탄탑의 중간부로 주입된다. 원료 대비 에탄의 회수율은 75% 이상으로 정하였으며, 탈메탄탑의 탑저에서 에탄에 대한 메탄의 몰비는 0.015로 정하였다. 한편 프로판 냉동 사이클의 heat duty를 최소화시키기 위해서 원료를 분리하여 side reboiler와 열교환시킴으로써 냉열의 일부 회수할 수 있었다.

터보 팽창기를 활용한 NGL 회수공정에서 최적의 탈메탄탑의 운전압력 결정을 통한 냉동 소요동력 최소화에 대한 연구 (A Study on the Minimization of the Refrigeration Power Consumptions Through the Determination of Demethanizer Top Pressure in the NGL Recovery Process Using Turbo-expander)

  • 김유미;조정호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.1032-1037
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    • 2011
  • 본 연구에서는 전처리 공정을 거친 천연가스로부터 에탄 이상의 성분을 회수하기 위한 탈메탄탑에 대한 전산모사와 공정 최적화를 수행하였다. 전처리된 천연가스는 탈메탄탑 상부의 차가운 기상류와의 열교환 및 프로판 냉동 사이클이 포함된 예냉공정을 거친 후에 기상과 액상이 분리된다. 기상은 터보 팽창기를 거치면서 생산되는 동력을 residue gas의 압력을 높이기 위한 압축기에 전달한 후에 부분적으로 응축되어 탈메탄탑 상부로 주입된다. 액상류는 줄-톰슨 팽창 밸브를 거친 후 더욱 냉각되어 탈메탄탑의 중간부로 주입된다. 원료 대비 에탄의 회수율은 80% 이상으로 정하였으며, 탈메탄탑의 탑저에서 에탄에 대한 메탄의 몰비는 0.0119로 정하였다. 한편 프로판 냉동 사이클의 heat duty를 최소화시키기 위해서 원료를 분리하여 side reboiler와 열교환시킴으로써 냉열의 일부를 회수할 수 있었다.

냉동능력 2 kW 급 역브레이튼 극저온 냉각시스템 성능시험 (Performance Test of 2 kW Class Reverse Brayton Refrigeration System)

  • 고준석;이근태;박성제;김종우;추상윤;홍용주;인세환;박지호;김효봉;염한길
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.429-435
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    • 2020
  • This paper describes the experimental study of reverse-Brayton refrigeration system for application to high temperature superconductivity electric devices and LNG re-liquefaction. The reverse-Brayton refrigeration cycle is designed with operating pressure of 0.5 and 1.0 MPa, cooling capacity of 2 kW at 77 K, and neon as a working fluid. The refrigeration system is developed with multi scroll compressor, turbo expander and plate heat exchanger. From experiments, the performance characteristics of used components is measured and discussed for 77-120 K of operating temperature. The developed refrigeration system shows the cooling capacity of 1.23 kW at 77 K and 1.64 kW at 110 K.

인공지능 및 성능덱 데이터를 이용한 압축기 성능도 식별에 관한 연구 (A Study on Compressor Map Identification using Artificial Intelligent Technique and Performance Deck Data)

  • 공창덕;기자영;이창호
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.149-153
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    • 2005
  • 가스터빈 엔진의 성능을 예측하기 위해서는 자신의 성능 특성을 포함한 구성품 성능도가 요구된다. 본 연구에서는 유전 알고리즘을 이용하여 압축기 성능도를 제작사에서 제공한 성능덱으로부터 역으로 식별하는 방법을 제안하였다. 알고리즘은 틸트 로터 방식 스마트 UAV를 위한 PW206C 터보축 엔진에 적용하였다. 제안된 방법을 검증하기 위하여 새롭게 만들어진 압축기 성능도를 이용한 해석 결과와 제작사에서 제공한 EEPP(Estimated Engine Performance Program) 덱을 이용한 해석 결과를 비교하였다. 또한 기존의 스케일링 방법을 이용하여 얻어진 구성품 성능도를 이용한 해석결과와도 비교하였다. 본 연구에서 새롭게 제안된 성능도 생성 방법이 기존의 스케일링 방법보다 더 효과적임을 확인하였다.

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CDA 인입공기 증발냉각을 통한 압축기 성능 개선장치 개발 연구 (On-Site Measurement of the Inlet Air Evaporative Cooling Performance for a Centrifugal Turbo Compressor)

  • 김규완;박진욱;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권11호
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    • pp.873-879
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    • 2014
  • CDA(Clean Dry Air) System 에서 공기 압축기는 핵심 설비이자 소비되는 전력의 대부분을 차지한다. 그리하여 압축기 성능(ECI)을 개선함으로써 CDA System 전체성능을 크게 향상 시킬 수 있다. 종래의 많은 연구를 통해 인입공기의 온/습도 조건이 압축기에 미치는 영향에 대해 잘 알려져 있으나, 본 연구에서는 인입공기의 조건에 따라 소비되는 실제 전력 및 토출유량의 상관관계를 조사하였다. 또한 증발 냉각장치를 설치하여 인입공기 조건의 다양한 변화를 통하여 압축기성능에 미치는 영향을 연구하였다. 얻어진 결과로부터 인입공기의 온/습도가 낮을수록 압축기성능이 개선되었고, 증발냉각장치를 설치하였을 때 압축기성능이 개선됨을 알았다.

열역학적 민감도를 이용한 터보축 엔진의 성능진단 연구 (A Study on Performance Diagnostics of Turbo-Shaft Engine Using Thermodynamic Sensitivity)

  • 이대원;노태성;최동환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.289-292
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    • 2005
  • 가스터빈 엔진은 운용시간이 축적됨에 따라 압축기, 연소기, 터빈 등 엔진의 여러 핵심 구성요소의 성능이 저하하게 된다. 따라서, 가스터빈 엔진의 운용에 있어서 높은 신뢰성과 운용비용의 최소화는 엔진 제작자나 사용자 모두에게 있어 중요한 문제이다 본 연구에서는 상용 프로그램에 의존하지 않고, 각 성능 변수들과 측정 변수들과의 열역학적 민감도를 이용하여 엔진성능진단 코드를 개발하였으며, 터보축 엔진에 적용하여 엔진의 단일 성능 저하를 예측하였다.

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스퀴즈필름 댐퍼-베어링에 장착된 50kW 터보 제너레이터 초임계 로터의 동적응답 (Dynamic Response of 50kW Turbo-Generator with Super Critical Rotor supported on a Squeeze Film Damper- Bearing)

  • 최상규;김영철;이동환
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.521-527
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    • 2001
  • The dynamic performance analyses and tests for a 50kW turbo-generator (KIMM-TG50) were carried out. The operating concept of this machine is that it gets the initial driving force from the built-in motor-generator until it reaches its self-sustaining speed of 40,000 rpm, and then the driving mode is changed to self-operating mode by the combustor installed between the centrifugal compressor and the turbine. Due to winding mistake of motor-generator, the system could go only up to 22000 rpm by the motor so that high pressure air externally fed into the turbine was utilized to get the system to run up to 62,000 rpm thereafter. The vibration data collected during the tests revealed that the first bending critical speed is in near 5,600 rpm as predicted in the design stage of the rotor-bearing system, and that there were no other identifiable critical speeds up until 62,000 rpm due to high damping from the squeeze film damper-bearings supporting the rotor. This paper presented some of the experimental results along with dynamic performance predictions made in the design stage as a part of progress being made.

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Importance Of Tribology in Positive-Displacement Type of Fluid Machinery and Heat Engine

  • Nakahara, Tsunamitsu
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1998년도 제28회 추계학술대회
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    • pp.3-8
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    • 1998
  • The industrial revolution in England was based on the manufacturing systems by the power of water mill and rapidly progressed by the innovation of steam engine. It is no exaggeration to say that today's civilization is realized by the development of various types of power machinery, namely fluid machinery and heat engine. The electric energy is converted mainly from thermal energy (mainly steam) of mineral oil, coal and nuclear fuel through generator connected with steam turbine which is a kind of power machinery. There are various types of power machinery as shown in Tables 1a and 1b. They are classified into two types by use. One is absorption type of fluid and/or thermal energy, for examples, windmill and heat engine. The other is provision type of the energies for examples, pump, compressor and propulsion. By flow type, they are also classified by two types, turbo type and positive-displacement type. The turbo type began from water mill and windmill and evolve to steam turbine and finally to gas turbine. The positive-displacement type started from reciprocating water pump and developed into steam engine and changed to reciprocating combustion engine. The pumps and motors used in oil hydraulic system for power control are also positive-displacement type.

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