수소재순환용 이젝터의 성능예측코드 개발 및 개선에 관한 연구 :

진영환

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자료유형: 학위논문

저자정보: 진영환 (한국항공대학교, 한국항공대학교 대학원)

지도교수: 이 열

발행연도: 2014

저작권: 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (4)

2014

수소재순환용 이젝터의 성능예측코드 개발 및 개선에 관한 연구

진영환 항공우주및기계공 2014.01 학위논문

2013

성능예측코드를 이용한 이젝터의 흡입성능 향상에 관한 연구

진영환 , 박종우 , 전동연 외 1명 한국추진공학회 학술대회논문집 2013.12 학술대회자료

손실계수를 고려한 수소재순환용 이젝터의 성능예측코드 개발에 대한 연구

진영환 , 전동연 , 이열 대한기계학회 춘추학술대회 2013.05 학술대회자료

2012

수소재순환용 이젝터 성능예측코드 개발 및 검증에 관한 연구

진영환 , 전동연 , 이열 대한기계학회 춘추학술대회 2012.11 학술대회자료

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연료전지자동차의 수소재순환장치는 스택에서 미반응상태의 수소를 재활용하여 시스템의 효율을 높이는 역할을 수행하는 중요한 장치이다. 이때 상대적으로 간단한 구조와 작동 에너지 공급의 편의성이 있는 이젝터를 이용한 재순환시스템이 현재 관심의 대상이 되고 있다.
이젝터는 단순한 구조임에도 유동의 높은 압축성 효과에 따라 복잡한 내부유동 특성을 가지므로 그 성능의 정확한 예측이 쉽지 않으며, 과거 진행된 많은 수치해석적 연구 및 실험적 연구의 단점을 보완하기 위한 이젝터의 성능예측코드의 개발이 요구된다.
따라서 본 연구에서는, 과거 연구결과를 바탕으로 설계점 이외의 다양한 운전조건에서 성능예측이 가능한 수소재순환용 이젝터의 1차원 성능예측코드를 개발하였다. 성능예측코드는 기존의 연구 결과에서 사용된 이론식을 개선하고 새로운 알고리즘을 도입함으로써 코드의 정확도를 높였다. 또한, 이젝터의 비가역성을 고려하기 위하여 주노즐 손실계수와 혼합손실계수가 도입되었으며, 본 연구에서 이젝터의 공기모사 실험장치를 설계/제작하여 손실계수 도출 및 코드의 신뢰성 검증이 이루어졌다. 이를 바탕으로 수소재순환용 이젝터에 대한 과거 연구결과 및 수치해석적 연구를 통하여 추가적인 검증이 이루어졌다.

#연료전지자동차 #수소재순환장치 #이젝터 #성능예측코드 #재순환율 #손실계수

요 약 I
목 차 II
그 림 목 록 V
표 목 록 IX
기 호 목 록 XI
제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
제 2 장 이론적 배경 6
2.1 이젝터의 관련 이론 6
2.1.1 이젝터의 종류 6
2.1.2 유동특성에 따른 이젝터 8
2.1.3 이젝터 선행연구 사례분석 9
2.2 1차원 이젝터 성능예측 방법 12
2.2.1 이젝터 성능예측을 위한 가정 12
2.2.2 이젝터 성능예측을 위한 이론적 접근 13
2.2.3 이젝터 1차원 성능예측 절차 28
2.2.4 손실계수 고려 30
제 3 장 실험장치의 구성 및 실험방법 33
3.1 이젝터 기초성능실험 장치의 구성 33
3.2 자료획득 36
3.2.1 압력 및 온도 측정 36
3.2.2 질량유량 측정 38
3.3 실험방법 40
제 4 장 결과 및 고찰 42
4.1 1차원 이젝터 성능예측코드 개선 42
4.1.1 일정면적부 입구에서의 주유동 상태량 계산 42
4.1.2 일정면적부 입구에서의 부유동 상태량 계산 44
4.1.3 혼합유동 상태량 계산 46
4.2 공기용 이젝터 50
4.2.1 공기용 이젝터의 손실계수 도출 50
4.2.2 공기용 이젝터의 성능예측코드 검증 53
4.3 수소재순환용 이젝터 54
4.3.1 수소재순환용 이젝터의 손실계수 도출 54
4.3.2 수소재순환용 이젝터의 성능예측코드 검증 56
4.4 주노즐 손실계수와 혼합손실계수의 영향성 58
4.5 수치해석적 연구를 이용한 이젝터 성능예측 비교 60
제 5 장 결 론 62
참고문헌 64
SUMMARY 67

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