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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 류근
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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하이브리드 스러스트 베어링은 우주발사체용 액체로켓 터보펌프, 가스 터빈, 압축기와 같은 터보기계시스템에서 축 방향 하중을 지지하고 샤프트 위치를 제어하기 위해 사용되는 주요한 터보기계요소부품이다. 하이브리드 스러스트 베어링은 정압과 동압을 동시에 사용하는 베어링으로 회전축?베어링 시스템 작동 초기 샤프트와 베어링 사이의 접촉이 없어 마찰과 마모가 적다. 이를 통해 하이브리드 스러스트 베어링은 우수한 내구성과 높은 하중지지력과 높은 감쇠 계수를 갖고 있을 뿐만 아니라 극저온 유체 같은 저점도 유체를 사용하더라고 공급 압력에 따라 안정적인 하중지지력과 강성을 제공할 수 있다. 하이브리드 스러스트 베어링의 특성은 작동 유체의 물리적 특성, 작동 압력에 따라 달라진다. 또한 축 방향 하중 예측을 위해서는 신뢰할 수 있는 실험 데이터가 필요하다. 이에 본 연구에서는 공기, 물, 그리고 액체질소를 사용하여 다양한 공급 압력조건에서 하이브리드 스러스트 베어링의 성능을 측정하기 위한 실험 장치를 구축했다. 정하중 실험에 앞서 각 실험 유체에 따른 Orifice discharge coefficient를 측정하였다. 압축성 유체인 공기를 사용한 정하중 실험은 하중이 증가함에 따라 Pneumatic hammer instability가 발생하였다. 비압축성 유체인 물과 액체질소 실험을 통해 하중이 증가할수록 강성이 선형적으로 증가하는 경향을 확인하였다. 또한 내경측 배출 유량 측정을 통해 특정 하중지점 이상에서 유막 강성이 가파르게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 액체질소 실험을 통해 하중이 증가함에 따라 유막 강성이 증가하다가 감소하는 경향을 확인하였다. 향후 연구에서는 실험 장치 개선을 통해 넓은 하중 범위에서의 하이브리드 스러스트 베어링의 정하중 특성 측정을 진행할 예정이다. 뿐만 아니라 동하중 실험을 통해 강성 및 감쇠계수를 규명할 예정이다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 개요 11.2 연구 배경 및 동향 31.3 연구 목적 및 내용 8제 2 장 실험장치 92.1 실험장치 개요 92.2 하이브리드 스러스트 베어링 실험장치 102.2.1 실험용 베어링 102.2.2 실험용 스러스트 칼라, 디스크 커넥터, 타겟 디스크 122.2.3 실험용 베어링 하우징 152.3 실험 유체 순환 시스템: 공기, 물 그리고 액체질소 162.4 측정 장비 20제 3 장 실험방법 223.1 정하중 부가 방법 223.2 Orifice discharge coefficient 추정방법 233.3 베어링 정하중 강성 추정방법 26제 4 장 실험결과 274.1 Orifice discharge coefficient 측정 274.2 공기를 이용한 비회전 정하중 실험결과 334.3 물을 이용한 비회전 정하중 실험결과 364.4 액체질소를 이용한 비회전 정하중 실험결과 424.5 물과 액체질소를 이용한 비회전 정하중 실험결과 비교 454.6 하이브리드 스러스트 베어링 유막 강성에 대한 고찰 47제 5 장 결론 및 향후 계획 495.1 결론 495.2 향후 계획 51참고문헌 53부록 56부록 A: 실험장치 설계도면 56부록 B: 하이브리드 스러스트 베어링 치수 측정결과 및 형상 63부록 C: 측정 장비 70부록 D: 센서 보정 73부록 E: 불확도 78부록 F: 액체질소를 이용한 비회전 정하중 특성 측정 실험 과정 82부록 G: 측정 데이터 원본 자료 84부록 H: 실험장치 구동 매뉴얼 89Abstract 92감사의 글 94
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