• 제목/요약/키워드: 베인디퓨저

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디퓨저 베인에 의한 공진조건에서의 임펠러 구조 안정성 평가 (Structural Stability Evaluation of Impeller in Resonant condition due to Diffuser vanes)

  • 김용세;공동재;신상준;임강수;박기훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.877-880
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    • 2017
  • 원심압축기 임펠러의 블레이드는 고속회전과 정상유동 압력에 의한 정적하중이 가해진다. 동시에 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 임펠러 블레이드의 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 ANSYS를 이용한 비정상 유동 해석과 모드해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 공력-구조를 연계하는 단일방향의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 안전도를 평가하였다.

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디퓨저 베인각의 변화에 따른 압축기 성능 특성 (Compressor Performance with Variation of Diffuser Vane Angle)

  • 신유환;김광호;배명형;김진형
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.36-43
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    • 2000
  • This study presents the centrifugal compressor performance for three different vane stagger angles and wall pressure distribution within vaned diffuser channels, and is also discussed about the stability with respect to the compressor components. As the vane stagger angle decreases, the flow rate for the stall onset decreases, and higher pressure can be obtained at the low flow rate region, however, the effective operation range of the compressor decreases because of the blockage effect of the diffuser vane. Low pressure pocket within the vaned diffuser channel moves from the pressure side of leading edge to the suction side as the flow rate decreases. The compressor system stability mainly depends on that of the diffuser.

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원심압축기용 베인 디퓨저 내부유동의 수치해석 및 성능평가 (Performance Evaluation and Numerical Calculation of Flows through a Vaned Diffuser for Centrifugal Compressor)

  • 최윤호;강신형;이장춘
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제23권10호
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    • pp.1296-1309
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    • 1999
  • A three dimensional compressible Navier-Stokes code is developed to analyze flowfields and performance of a vaned diffuser in a centrifugal compressor. It employs scalar implicit approximate factorization, finite volume formulation, second order upwind differencing and a two-equation $q-{\omega}$ turbulence model based on the integration to the wall. Pressure recovery and loss coefficients of a vaned diffuser are evaluated using a developed computer code. The simulated three dimensional flows show how through flow structure affects pressure recovery performance and loss coefficients of a vane for design and off-design inlet flow angles. Development of complex three dimensional flow over the inlet region and leading edge are very influential to the overall flow and performance.

원심다단펌프용 디퓨저-리턴채널의 유동특성 (Hydrodynamic Characteristics of Vaned-Diffuser and Return-Channel for a Multistage Centrifugal Pump)

  • 오형우
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.54-60
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    • 2011
  • This paper presents the steady-state performance analysis of the first stage of a multistage centrifugal pump, composed of a shrouded-impeller, a vaned-diffuser and a return-channel, using the commercially available computational fluid dynamics (CFD) code, ANSYS CFX. The detailed flow fields in the vaned-diffuser with outlet in its side wall and the return-channel are investigated by the CFD code adopted in the present study. The effect of the vaned-diffuser with a downstream crossover bend and the corresponding return-channel on the overall hydrodynamic performance of the first stage pump has also been demonstrated over the normal operating conditions. The predicted hydrodynamics for the diffusing components herein could provide useful information to match the inlet blade angle of the next stage impeller for improving the multistage pump performances.

디퓨저 베인에 기인한 공진조건에서의 임펠러 강제진동 및 구조응답 예측 (Forced Vibration and Structural Response Prediction for Impeller in Resonant Conditions due to Diffuser Vanes)

  • 김용세;공동재;신상준;박기훈;임강수
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.24-35
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    • 2018
  • 원심압축기 임펠러의 블레이드는 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 유동해석과 구조해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 단일방향의 유체-구조 연성 기반의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 구조 안전도를 평가할 수 있는 수치해석 절차를 구축하였다. 본 논문의 수치해석 절차는 임펠러 초기 설계단계에서 고주기피로 문제를 사전에 방지하는데 기여할 것으로 기대된다.

소형 터보압축기 베인 디퓨저 확대각 변화에 따른 유동특성 고찰 (Effects of the Variation of Divergence Angle of Vaned Diffuser on the Flow Characteristics of a Small-size Turbo-compressor)

  • 김홍식;정조순;김윤제
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.813-818
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    • 2001
  • The flow characteristics of the vaned diffuser were complicated with geometric shapes. We have studied the effects of various vaned diffuser configurations, such as divergence angles and rectangular and conical cross-section shapes. Numerical analyses are carried out for the diffuser and casing. The pressure recovery coefficient was calculated to estimate the performance of the diffuser, and then compared with the measure data. Results show that the shapes and the divergence angles of the diffuser strongly influence on the performance of the small-size turbo-compressor.

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원심 압축기 베인 디퓨져내 비정상 유동의 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Unsteady Flow in the Vaned Diffuser of Centrifugal Compressor)

  • 황성목;한화택;김원갑
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.113-119
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    • 2001
  • Interaction of flow through an Impeller and a Vaned Diffuser in Centrifugal Compressor was investigated using the 3-dimensional Wavier-Stokes solution method. To consider the interaction effect of impeller and vaned diffuser, Inlet boundary conditions are imposed with the results of the steady calculation of the impeller and rotates with time. The results have been compared to steady computation results and experiment. From this, it is discussed about the compatability of the method and the advantage and disadvantage of the steady calculation.

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고압 다단 펌프의 레이디얼 디퓨저에 대한 연구 (Study on the Radial Diffuser of Multistage High Pressure Pump)

  • 김덕수;산자르;박원규
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권11호
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    • pp.727-736
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    • 2016
  • 본 연구에서는 복합화력 화력 발전소용 고압 다단펌프의 레이디얼 디퓨저 형상에 따른 펌프의 성능(양정, 효율)변화를 수치 해석적으로 분석하였다. 레이디얼 디퓨저 설계 변수는 크게 디퓨저 베인수, 디퓨저 외경비($D_4/D_3$), 리턴채널 출구각도(${\alpha}_6$), 압력회복계수($C_p$) 등으로 선정하였다. 수치해석 결과 디퓨저 외경비가 큰 경우 양정 및 효율이 가장 크게 예측되었으며, 리턴채널의 출구각도(${\alpha}_6$)가 60도인 경우 디퓨저 출구에서의 Pre-Swirl로 인해 출구각도가 90도인 것에 비해 양정이 저하되는 것을 알 수 있다.

베인 디퓨져 목 형상비 변화에 따른 소형 터보압축기 성능특성 고찰 (Performance Characteristics of a Small-Size Turbo-Compressor with Different Vaned Diffuser Throat Area Ratios)

  • 김홍식;김윤제
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.120-125
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    • 2001
  • The effects of various vaned diffuser configurations, such as throat area ratios and rectangular and conical cross-section shapes. to the performance of a small-size turbo-compressor are studied. Numerical analyses were carried out for the region of diffuser and casing only. The pressure recovery coefficient was calculated to estimate the performance of the diffuser, and then compared with the measured data. Results show that the shapes and the throat area ratios of the diffuser strongly influence on the performance of a turbo-compressor.

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베인 회전각의 변화에 따른 디퓨저의 성능특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Performance Characteristics of the Diffuser as a Relation of the Variation of Vane Turning Angle)

  • 조성국;강신형
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.74-80
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    • 1999
  • Recently, impressive gains of performance and efficiency with apparently little or no loss in flow range have been seen with the use of LSVD(Low Solidity Vaned Diffuser) over vaneless diffuser. Experiments of the effects of the vane turning angle variations(positive, negative, zero), with the other design parameters fixed, on the performance and flow range were carried out. Diffusers with a zero turning angle have the best characteristics in terms of performance and efficiency and the FFT results show different frequency characteristics due to vane turning angles in low flow range.

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