• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.23-27
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• 2012

A seawater pumps in the nuclear power plant is responsible for providing cooling water to other components all the time. Because of the depreciation, the seawater pump with current impeller consumes too much power for maintaining the total head. Therefore the objective of this study is to reduce power with maintaining certain the total head by cutting the current impeller. By using a commercial CFD code, FLUENT, the overall performance of seawater pump with current and modified impeller was simulated. Also Affinity law was applied at pumps with various impeller diameter and evaluated the validity of the affinity law. The numerical results show that the pump efficiency is quite irrelevant to the diameters of the impellers and the pump efficiency becomes worse over the designed flow rate. And affinity law result and numerical one show good agreements at small change of impeller diameter. One of the impeller diameters was decided to modify and was applied to the nuclear power plant with the numerical study above.

• 산업공학
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• 제21권4호
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• pp.411-417
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• 2008

An impeller is a type of high-speed rotor that is used to compress or transfer fluid under high-speed and pressure at high temperatures. The impeller is composed of an axial hub and several blades attached along the hub. The weight and shape of an impeller must be balanced, because their imbalances can cause noise and vibration, which can lead to the breakage of the impeller blades during operation. Thus, the hub and blades of an impeller are commonly machined in a 5-axis NC machine to obtain qualified surfaces. The impeller machining strategy or process plan can not be easily obtained due to the complex, overlapped and twisted shapes of impeller blades. Skillful machining process planners may generate appropriate machining strategies based on their experiences and floor data. However, in practice most shop floor data for the impeller machining is not well-structured such that it does not effectively provide a process planner with information for machining strategies and/or process plans. This paper reports the development of a case-based machining strategy support system (CBMS) that employs case-based reasoning to obtain the machining strategy of an impeller by using the existing machining strategies of the shop floor. The CBMS generates impeller machining strategies through a stepwise reasoning process considering the similarity features between the blade shapes and machining regions. A case study is provided to demonstrate that CBMS can generate useful machining strategies facilitating process planners. The developed system can simulate the tool paths of impeller machining and runs on the web.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.246-252
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• 2014

본논문은 150마력급 선내형 소형 워터제트 추진시스템 개발에 대한 연구이다. 워터제트는 흡입부, 임펠러, 디퓨저(공기확산기), 후진부와 메인 샤프트로 구성되어 있다. 워터제트의 구성품은 사형 주조후 정밀가공을 거쳐 개발하였다. 워터제트 추진기관의 개발은 각각의 부품에 대한 설계-제작-검사의 과정을 거쳐 최종 완성하였으며, 육상 시험 풀에서는 선체의 이동 없이 워터제트의 펌프 특성을 확인한 결과, 최대 37m/s의 유속과 0.29m3/s의 유량을 배출할 수 있는 성능을 확보하였다. 본 연구에서 개발된 워터제트 추진장치를 설치한 21ft 시험선을 사용하여 실증 연구를 수행하였다. 그 결과, 국내 연안에서 시험시 선체무게와 엔진등 기타 부수적인 무게가 대략 1.2ton 가량 이였으며 이 상태에서 엔진회전수 3,700rpm에서 최대시속 45km/h의 운항속도를 기록하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-8
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• 2013

The performance of small-size impellers with ruled surfaces was investigated for flank milling over a wide speed range, using computational fluid dynamics analyses and gas bench tests. An impeller with a ruled surface was designed, manufactured, and tested to evaluate the effects of blade loading, the backsweep angle, and the relative velocity distribution on the compressor performance. The simulations and tests were completed using the same compressor cover with identical inlet and outlet channels to accurately compare the performance of the abovementioned impeller with a commercial impeller containing sculptured blades. Both impellers have the same number of blades, number of splitters, and shroud meridional profiles. The backsweep angles of the blades on the ruled impeller were selected to work with the same pinched diffuser as for a sculptured impeller. The inlet-to-exit relative velocity diffusion ratio and the blade loading were provided to maximize the flow rate and to minimize the surge flow rate. The design flow rate, rpm, were selected same for both impellers. Test results showed that for the compressor stage with a ruled impeller, the efficiency was increased by 0.32% with an extended surge margin without a reduction in the pressure ratio as compared to the impeller with the sculptured design. It was concluded that an increased relative velocity diffusion coupled with a large backsweep angle was an effective way to improve the compressor stage efficiency. Additionally, an appropriate blade loading distribution was important for achieving a wide operating range and higher efficiency.

• 한국가스학회지
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• 제24권2호
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• pp.1-8
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• 2020

원심펌프는 통상적으로 임펠러를 고속으로 회전시켜 원심력을 통해 유체 에너지를 전달하는 설비로서 기화용 해수펌프, 공업용수 및 해수를 사용하는 소화펌프 등 많은 LNG 생산기지에서 사용하고 있는 주요 프로세스 설비이다. 현재 LNG 플랜트 현장에서의 펌프는 장기간 수요처가 원하는 공급량에 따라 운전조건이 변동되어 펌프의 성능이 저하되고 있다. 특히 펌프는 플랜트 현장에서 소비 전략량의 많은 부분을 차지하고 있어, 최적의 운전조건을 찾지 못한다면 장기간 플랜트 운영 시 막대한 에너지 손실비용을 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 펌프의 운전조건별 변동에 따른 유동해석 및 결과분석을 통하여 성능저하 요인을 파악하고 최적의 운전조건을 확인하는 기술이 필요하다. 실험기법을 통해 운전 효율성 평가를 하기 위해서는 현장의 운전조건과 실험장비 제작 등 상당한 시간과 비용이 발생되기 때문에 신속하고 정확한 전산유체역학(CFD) 기법을 활용하여 본 연구에서 결과를 도출하였다. 펌프의 성능이 현장의 사정에 맞지 않아 펌프 성능을 줄일 필요가 있는 경우, 회전수에 변화를 주거나 고점도 혹은 고형물이 함유된 특수액을 사용하는 방법 등이 사용된다. 특히 LNG 생산기지의 설비운영에 차질이 발생하지 않도록 하기 위해 단시간 내에 펌프의 기존 임펠러를 가공하여 필요한 성능 조건을 만족시키는 기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 펌프의 기존 회전차를 가공한 3D 모델링 형상을 적용하여 ANSYS CFX 프로그램으로 유동해석을 수행하였다. 유동해석 결과와 MATLAB 프로그램의 Curve Fitting Toolbox를 활용하여 수치 해석적으로 분석하여 회전차 외경수정 이론식을 검증하였다.