• 제목/요약/키워드: 디퓨저(diffuser)

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고마력 터보 블로어의 최적 깃배치각에 관한 수치 예측 (NUMERICAL PREDICTION OF THE OPTIMAL STAGGER ANGLES FOR A HIGH-POWER TURBO BLOWER)

  • 박태규;정희택;박준영;성병일
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.75-81
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    • 2011
  • The turbo blowers having large power capacity are generally composed of the variable inlet guide vane, the impeller and the variable diffuser. In the present study, the effect of the stagger angles on the aerodynamic performances has been investigated by CFD methods. The design specifications of the reference model having 400kW power were given as 7.43kg/s of mass flow rate, 1.66 of pressure ratio with 12000rpm of impeller rotating speed. As the first simulation parameter, the diffuser vane angle was varied in the range of ${\pm}$20 degree from the initial-design point. The inlet guide vane angles, as the second one, was changed in the range of ${\pm}$40 degree from the initial-design point. The commercial Navier-Stokes solver, ANSYS-CFX, was applied to solve the three-dimensional unsteady flow fields inside the turbo blower. Through the numerical results, the desirable setting angles were proposed to fit the best performance to the variation of the operating conditions.

급·배기 일체형 디퓨저의 환기 및 온열환경 유지성능에 대한 연구 (A Study on The Performance of Ventilation and Maintaining Thermal Environment for a Combined Type Diffuser)

  • 임석영;장현재
    • 설비공학논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.232-241
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    • 2016
  • Installing a ventilator for an apartment house composed of over 100 dwelling units was mandated in 2006 to improve indoor air quality. In the case of mechanical ventilators, the air change rate is kept stable, however 68% of dwellers do not operate their ventilator because of an increased electrical bill and noise. In the case of natural ventilators, the former problems are settled, but there are concerns about cold draught and an increase of heating/cooling cost. Authors are developing a heat recovery type natural ventilator which is a natural ventilator equipped with total heat recovery element, and it is expected that those problems of mechanical ventilator and natural ventilator are resolved by this. The combined type diffuser of this study is an under developed fit to the heat recovery type natural ventilator above. There are no standards to evaluate the performance for this type of diffuser. Due to this issue this study investigated the performance of the ventilation and maintained a thermal environment for the combined type diffuser by comparing it with existing diffusers. The results revealed that the performances of the combined type of diffusers showed different features from the existing ones, and was estimated to be high enough in the performances above.

타공판에 따른 전기집진기 내의 유동분포 (Flow Distribution in an Electrostatic Precipitator with a Perforated Plate)

  • 김동욱;정상현;심성훈;김진태;이상섭
    • 청정기술
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    • 제25권2호
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    • pp.147-152
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    • 2019
  • 각종 산업시설과 발전시설에서 배출되는 입자상 물질의 문제로 인하여, 입자상 물질의 제거 효율이 뛰어난 전기집진기의 중요성이 증가하고 있다. 전기집진기의 효율은 전기집진기 내부의 유동분포에 매우 큰 영향을 받으므로, 전기집진기 내부의 유동 균일화를 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 유입부, 디퓨저, 본체, 수축부로 구성된 길이 3.5 m, 높이 0.875 m 전기집진기를 제작하였다. 디퓨저에는 3개의 타공판을 설치하였다. 5개의 피토관을 높이 방향으로 부착하여 전기집진기 단면 55지점의 유속을 측정하였다. 디퓨저에 타공판이 설치되었을 때, 전기집진기 내부의 유동분포는 RMS%를 이용하여 평가하였다. 또한 타공판의 타공률 변화에 따른 유속분포도 분석하였다. 그 결과, 타공판이 전기집진기 내부의 유동분포에 미치는 영향이 매우 큼을 확인하였고, 디퓨저 입구에서부터 40%, 50%, 50% 타공률을 가진 타공판을 설치하였을 때, 가장 균일한 유동분포를 나타내었다.

스마트 원자로냉각재펌프의 축소모형에 대한 수력성능 예측 (Prediction of Hydraulic Performance of a Scaled-Down Model of SMART Reactor Coolant Pump)

  • 권순국;박진석;유제용;이원재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권8호
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    • pp.1059-1065
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    • 2010
  • 본 연구에서는 SMART 원자로의 사류형 원자로냉각재펌프의 축소모형에 대한 수력성능을 예측하기 위하여 설계점을 포함한 다양한 탈설계점에서의 해석을 수행하였다. 계산시간의 효율성을 위하여 임펠러와 디퓨저 각 1개 유로로 이루어진 계산영역을 해석대상으로 선정하였다. 임펠러와 디퓨저간의 정보교환을 위하여 스테이지 기법을 사용하였다. 정상상태 비압축성 유동조건에서 축소모형의 수력성능특성을 파악하기 위하여 해석영역의 입구와 출구에서 압력차를 측정하여 양정, 효율과 축동력을 산출하였다. 수력성능 곡선은 일반적인 사류펌프의 성능특성을 잘 모사하는 것으로 나타났다. 저유량에서의 펌프 내부유동의 복잡한 흐름을 확인 하였다.

CFD 시뮬레이션을 이용한 이젝터 혼합실 형상에 따른 성능 평가에 관한 연구 (Study on Performance Evaluation of Mixing Section of Ejector using CFD simulation)

  • 신원협;김민우;박영철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.2610-2616
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    • 2014
  • 이젝터는 펌프의 일종으로서 고압의 유체가 지닌 압력에너지를 이용하여 흡입 유체를 빨아들여 이송하는 기계장치이다. 본 논문은 유한체적법 기반의 CFD 분석을 이용하여 이젝터의 성능에 영향을 미치는 혼합실 형상에 따른 영향을 조사하였다. 혼합실 내부의 노즐 직경과 노즐목 길이, 그리고 노즐 끝단과 유체가 외부로 빠져나가는 디퓨저 입구까지의 거리를 변화시키면서 성능을 좌우하는 흡입유체가 가장 잘 흡입되는 최적의 조건을 조사하였다. 연구 결과 이젝터의 성능은 노즐의 직경이 가장 큰 영향을 나타내는 것을 확인하였다. 혼합실 내부 노즐의 직경이 감소함에 따라 혼입율이 증가하는 것을 확인하였고 노즐 직경이 증가할수록 혼입율이 감소되는 것을 확인하였다. 반면 노즐목 길이, 노즐끝단과 디퓨저 입구까지의 거리에 대한 영향은 미비한 것으로 확인되었다. 마지막으로 CFD분석 자료를 토대로 인공신경망을 이용하여 더욱 구체적인 이젝터 혼합실 형상, 노즐 직경 23.8mm를 제시하였다.

마하 5.0 노즐을 장착한 스크램제트 엔진 시험설비의 시동 특성 연구 (A Starting Characteristics Study of the Scramjet Engine Test Facility with a Mach 5.0 Nozzle)

  • 이양지;양인영;양수석
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.63-72
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    • 2013
  • 탄화수소 스크램제트 엔진 시험을 위하여 한국항공우주연구원 스크램제트 엔진 시험설비의 마하 5 노즐과 디퓨저가 제작되었다. 설비 시동을 개선을 위해 디퓨저 가이드를 장착하였으나 폐색율 60% 엔진 모델을 장착한 상태에서 설비의 과대 팽창으로 인한 엔진 불시동을 확인, 이를 개선하기 위하여 모델 위치를 전방으로 이동하여 설비와 엔진의 시동을 확인하였다. 코어 유동을 측정을 위하여 피토레이크(폐색율 2.3%) 성능시험을 수행하였으며, 설비 노즐의 과소팽창으로 인하여 코어 유동이 디퓨저 쪽으로 갈수록 커지고 있음을 확인하였다. 이는 폐색율이 시험부 유동 양상을 결정짓고 있음을 뜻한다. 폐색율 33% 모델을 장착한 상태에서 설비와 엔진은 원활히 작동하였다. 일련의 시험을 통하여 마하 5 노즐을 장착한 스크램제트 엔진 시험설비는 모델의 폐색율과 관계없이 수직 충격파 효율 약 58%로 시동함을 확인하였다.

마이크로 디퓨저 내의 양 방향 동적 유동과 펌프 구동 주파수에 따른 유동정류 특성 연구 (Characterization of Bi-directionally Oscillating Microflow and Flow Rectification Performance of Microdiffusers)

  • 이영호;강태구;조영호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권2호
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    • pp.291-299
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    • 2002
  • This paper characterizes hi-directionally oscillating flow in planar microdiffusers in order to evaluate the frequency-dependent flow rectification performance of the microdiffusers. In the theoretical study, we analyze a hi-directionally oscillating flow in the planar microdiffuser. In the experimental study, we fabricate two different microdiffuser prototypes, having different neck widths of 100 ㎛ (D100) and 300 ㎛(D300), respectively. The experimental net flow rates are measured as 116.6 $\mu$ι/min. and 344.4 $\mu$ι/min. for D100 and D300, respectively. The experimental flow rate of D300 decreases at the oscillating flow frequencies higher than 90Hz, at which the net boundary layer thickness is reduced to the microdiffuser neck width. It is experimentally verified that the flow rectification performance and the net flow rate of the microdiffusers tend to decrease when the boundary layer thickness is smaller than the diffuser neck width.

1.2MW급 산업용 가스터빈 원심압축기 개발(1)- 공력설계해석 - (Development of Centrifugal Compressors in an 1.2MW Industrial Gas Turbine(I)-Aerodynamic Design and Analysis-)

  • 조규식;이헌석;손정락
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권8호
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    • pp.2707-2720
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    • 1996
  • The aerodynamic design of the two-stages of centrifugal compressors in an 1.2MW industrial gas turbine is completed with the application of numerical analyses. The final shape of an intake, the axial guide vanes and a return channel is determined using several interactions between design and two-dimensional turbulent flow analysis, focused on the minimum loss of internal flows. The one-dimensional turbulent flow analysis, focused on the minimum loss of internal flows. The one-dimensional design and prediction of aerodynamic performances for the compressors are performed by two different methods; one is a method with conventional loss models, and the other a method with the two-zone model. The combination methods of the Betzier curves generate three-dimensional geometric shapes of impeller blades which are to be checked with a careful change of aerodynamic blade loadings. The impeller design is finally completed by the applications of three-dimensional compressible turbulent flow solvers, and the effect of minor change of design of the second-stage channel diffuser is also studied. All the aerodynamic design results are soon to the verified by component performance tests of prototype centrifugal compressors.

분사된 미분탄의 편중분포 방지를 위한 내부장치 최적화에 관한 수치 해석적 연구 (A Numerical Study for Optimum Configuration of Pulverized Coal Nozzle to Prevent Uneven Distribution of Particle)

  • 김혁제;송시홍;박석호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권2호
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    • pp.270-279
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    • 2000
  • Recently, according to increase in the requirement of electric power, a thermoelectric power plant equipped with pulverized coal combustion system is highly valued, because coal has abundant deposits and a low price compared with others. For efficient use of coal fuel, most of plant makers are studying to improve combustion performance and flame stability, and reduce pollutants emission. One of these studies is how to control the profile of particle injection and velocity dependant on coal nozzle configuration. Basically, nozzle which has mixed flow of gas and particle is required to have the balanced coal concentration at exit, but it is very difficult to obtain that by itself without help of other device. In this study, coal distribution and pressure drop in gas-solid flow are calculated by numerical method in nozzle with various shapes of venturi diffuser as a means to get even coal particle distribution. The tentative correlations of pressure drop and exit coal distribution are deduced as function of the height, length and reducing angle of venturi from the calculated results. When coal hurner nozzle is designed, these equations are very useful to optimize the shape of venturi which minimize uneven particle distribution and pressure drop within coal nozzle.

마이크로 정량펌프의 유동해석과 작동성능 평가 (The Flow Analysis and Evaluation of the Peristaltic Micropump)

  • 박대섭;최종필;김병희;장인배;김헌영
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.195-202
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    • 2004
  • This paper presents the fabrication and evaluation of mechanical behavior for a peristaltic micropump by flow simulation. The valve-less micropump using the diffuser/nozzle is consists of the lower plate, the middle plate, the upper plate and the tube that connects inlet and outlet of the pump. The lower plate includes the channel and the chamber, and the plain middle plate are made of glass and actuated by the piezoelectric translator. Channels and a chamber on the lower plate are fabricated on high processability silicon wafer by the DRIE(Deep Reactive Ion Etching) process. The upper plate does the roll of a pump cover and has inlet/outlet/electric holes. Three plates are laminated by the aligner and bonded by the anodic bonding process. Flow simulation is performed using error-reduced finite volume method (FVM). As results of the flow simulation and experiments, the single chamber pump has severe flow problems, such as a backflow and large fluctuation of a flow rate. It is proved that the double-chamber micropump proposed in this paper can reduce the drawback of the single-chamber one.