• Aerospace Engineering and Technology
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• v.4 no.1
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• pp.18-24
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• 2005

Wet compression means the injection of water droplets into the compressor of gas turbines. This method decreases the compression work and increases the turbine output by decreasing the compressor exit temperature through the evaporation of water droplets inside the compressor. This paper provides thermodynamic and aerodynamic analysis on wet compression in a centrifugal compressor for a microturbine. The meanline performance analysis of centrifugal compressor is coupled with the thermodynamic equation of wet compression to get the meanline performance of wet compression. The most influencing parameter in the analysis is the evaporative rate of water droplets. It is found that the impeller exit flow temperature and compression work decreases as the evaporative rate increases. And the exit flow angle decreases as the evaporative rate increases.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• v.y2005m4
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• pp.237-242
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• 2005

The energy consumed by compressor in gas turbine is equivalent to $30\sim50\%$ of energy produced by turbine and, therefore, research on reducing compression work is important in increasing the efficiency of gas turbine. One of the method to reduce the compression work is to inject small water droplets into the compressor. This method decreases the compression work by decreasing the compressor exit temperature through the evaporation of water. Researches on wet compression, up to now, are focused on thermodynamic analysis of wet compression where the decrease of exit flow temperature and compression work is demonstrated. This paper presents an thermodynamic and aerodynamic analysis of wet compression in centrifugal compressor for microturbine.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.21 no.8
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• pp.448-455
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• 2009

A performance analysis of the regenerative gas turbine system with afterfogging is carried out. Because of the high temperature at the outlet of air compressor, afterfogging has a potential of improved recuperation of exhaust heat than inlet fogging. Thermodynamic analysis model of the gas turbine system is developed by using an ideal gas assumption. Using the model, the effects of pressure ratio, water injection ratio, and ambient temperature are investigated parametrically on thermal efficiency and specific power of the cycle. The dependency of pressure ratio giving peak thermal efficiency is also investigated. The results of numerical computation for the typical cases show that the regenerative gas turbine system with afterfogging can make a notable enhancement of thermal efficiency and specific power. In addition, the peak thermal efficiency is shown to decrease almost linearly with ambient temperature.

• Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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• v.13 no.1
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• pp.31-39
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• 2010

An exergy analysis is carried out for the regenerative gas turbine cycle which has a potential of enhanced thermal efficiency and specific power owing to the more possible water injection than that of inlet fogging under the ambient conditions. Using the analysis model in the view of the second law of thermodynamics, the effects of pressure ratio, water injection ratio and ambient temperature are investigated on the performance of the system such as exergetic efficiency, heat recovery ratio of recuperator, exergy destruction or loss ratios, and on the optimal conditions for maximum exergy efficiency. The results of computation for the typical cases show that the regenerative gas turbine system with afterfogging can make a notable enhancement of exergy efficiency.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.14-14
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• 1999

비활성 가스제너레이터는 가스터빈 추진기관 및 기타 열기관을 이용하여 연소가 되지 않는 저온의 공기를 생산하는 기계장치를 말하며 이러한 저온의 비활성 기체를 화재 지역에 분사하는 경우 기존의 소방수를 이용한 화재 진압방식보다 매우 효율적으로 화재진압에 사용되어 질 수 있다. 일반적으로 민항기 등의 가스터빈 추진 기관에서 배기되는 기체내에는 터빈입구온도(TIT : Turbine Inlet Temperature)및 초과공기지수(Excess Air Coefficient)에 따라 다르게 나타나지만 TIT가 1500$^{\circ}$K인 경우 약 13-14%정도의 산소가 잔존하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 및 열교환 시스템 그리고 터빈 1단 등의 시스템 조합율을 통하여 대기 중의 기체의 온도를 영하 2$0^{\circ}C$ 및 산소함유량을 약 5%수준까지 낮춤으로서 이를 대형 화재 진압에 사용하기 위한 연구이다. 비활성 가스제너레이터에 사용하는 연료로는 Kerosene 및 CNG(Compressed Natural Gas)등이 사용될 수 있으며, 유량이 8.1kg/sec인 터보축 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 18750㎥ 부피의 비활성기체를 생산하는데 Kerosene 연료가 약 1톤(200＄ 이하)이 필요한 것으로 계산되며 이에 소요되는 시간도 약 52분에 지나지 않는 것으로 계산되었다. 만일 50kg/sec의 보다 큰 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 약 9분 정도가 필요한 것으로 계산되었다. 사용되는 가스터빈은 압축비가 15, 열교환기의 효율이 $\varepsilon$=0. 그리고 최종 터빈 1단의 팽창비가 1.25가 적합한 것으로 계산된다. 연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.