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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최민석
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 명지대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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축류 압축기가 고압을 얻기 위해서는 경우에 따라 서지라인(Surge line) 근처 저유량 영역에서 작동될 수 있으며, 운전상황에 따라 임계점을 넘어서게 되어 스톨(Stall)이나 서지(Surge)가 발생하는 위험한 상황을 초래할 수 있다. 따라서 최근에는 축류 압축기의 작동 안정성 향상을 위해 스톨 마진(Stall margin)을 증가시키는 것에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 압축기 작동 안정성 향상을 위한 대표적인 연구로 익단이나 케이싱에 홈을 파거나 추가적인 장치를 설치하는 등의 방법이 많이 연구되고 있다. 이러한 방법이 스톨 마진을 증가시키는데 효과적임에도 불구하고, 축류 압축기 내의 유동 현상과 설치된 장치 사이의 상호작용에 대한 이해는 완전히 규명되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 익단에 그루브 형상의 오목한 홈을 적용하여 익단을 변형함으로써 스톨 마진 증가를 시도하였고, 변형된 익단이 축류 압축기 유동에 미치는 영향을 분석하였다. 상용 해석 프로그램을 사용하여 기준형상과 오목한 홈이 적용된 형상, 홈 내부에 다공성 물질을 채운 형상 등을 포함한 몇 가지 경우에 대해 성능 분석과 내부 유동 분석을 수행하였다. 수치해석 결과의 정확도 검증을 위해 기준형에서 얻은 결과를 Strazisar et al. [17]에 의해 성능시험 된 실험값을 비교한 결과, 수치해석을 통해 얻은 압력비와 효율은 실험값과 잘 일치하였고, 수치적인 실속 점도 잘 예측되었다. 오목한 익단 홈이 적용된 형상의 경우 축류 압축기의 스톨 마진(stall margin)을 증가시키는데 효과적임을 확인하였다. 익단이 오목한 경우 홈 내부에 와동이 형성되어 익단 누설 유동이 약해지고, 주 유동을 방해하는 유로차폐 효과가 줄어들기 때문에 효율의 감소 없이 스톨 마진을 효과적으로 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 다공성 물질로 채워진 형상의 경우 스톨 마진 증가와 더불어 높은 효율을 기대하며 연구를 시도하였지만, 스톨 마진과 효율에 있어서 성능 향상 효과를 나타내지 않았다.
목차
List of Figures ⅰList of Tables ⅲAbstract ?ⅳChapter Ⅰ Introduction 1Chapter Ⅱ Test Configuration 4Ⅱ-1. Geometric Specification and Test Cases 4Ⅱ-2. Computational Grid 7Ⅱ-3. Numerical Methods and Boundary Conditions 8Chapter Ⅲ Numerical Results 10Ⅲ-1. Validation for the reference tip 10Ⅲ-2. Effects of the recessed blade tip 14Ⅲ-3. Effects of a porous material 24Chapter Ⅳ Conclusion 37References 39Appendix 42Korean Abstract 44
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