• 한국추진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.1-11
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• 2017

나로우주센터에 구축된 터보펌프 실매질시험설비는 터빈 구동을 위해 가스 발생기 대신 알코올버너 연소 가스를 사용한다. 그러나 터빈 입구에서 압력과 온도가 증가하여 터보펌프의 회전수가 정상상태를 유지하지 못하였다. 본 연구는 시험 환경을 정확히 파악하고자 알코올버너와 공급 배관에 대한 시스템 해석 코드를 개발하였으며 적용하였다. 해석 결과는 시험 결과와 일치하였고 터빈 입구의 압력과 온도 변화가 배관 열전달에 기인함을 정량적으로 확인하였다. 터빈 입구 조건에 공급 배관 단열 효과는 크지 않으나 길이는 매우 영향이 컸다. 본 연구를 통해 경험적으로 알았던 시험 조건의 영향을 정량적으로 명확히 파악했으며 시험 운용에 적용할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권7호
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• pp.688-694
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• 2008

볼 베어링과 펌프 비접촉 실의 동특성을 고려하여 고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 회전체동역학 해석이 수행되었다. 회전 고유진동수와 감쇠비를 예측하기 위하여 회전속도에 따른 복소 고유치 해석이 수행되었다. 동기 회전체 질량 불평형 응답과 시간 과도 응답 해석을 통하여 회전체의 임계속도와 불안정 운전 시작 속도가 확인되었다. 수치 해석 결과로부터 후방 베어링 강성이 임계속도와 불안정성 예측에 있어서 가장 중요한 인자로 확인되었는데, 이는 1차 모드가 터빈부 회전축 굽힘 모드인 것에 기인한다. 임계속도에 있어서 펌프 실의 영향은 후방 베어링 강성이 감소할수록 그리고 전방 베어링 강성이 증가할수록 확대되는 것으로 나타났다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.37-43
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• 2008

An inducer is employed in a modern rocket feed system because it allows a turbopump system to operate at a high speed with low inlet pressures so as to minimize the weight and the size of the system. Cavitation performance can be improved by installing an inducer to the pump, enabling to increase the operational speed of the pump. The main purpose of an inducer is to increase the static pressure prior to an impeller to enable the impeller to operate satisfactorily under cavitation environments. In the present study the effects of axial distance between the inducer and the impeller on the performance of the pump were studied using both experimental and computational methods. Two inducers with different axial length were used for the experiments and the pump performances were measured. The experimental results show that the suction performance decreases as the axial gap between the inducer and impeller is increased.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권3호
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• pp.58-65
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• 2004

유한요소법을 이용하여 액체 로켓 엔진 터보 펌프 터빈의 천이 열전달 및 구조 해석이 수행되었다. 해석 모델은 3차원 8절점 등매개변수 솔리드 요소로 구성되었으며, 전체 모델의 1/80만이 해석되었다. 열 스파이크를 포함하는 시동 조건과 정상상태에서의 하중이 고려되었다. 블레이드 면 위의 열전달 계수는 상용 열유동 해석 프로그램인 Fluent를 이용하였다. 개발된 유한 요소 코드를 이용하여 시동 및 정상상태에서 천이 열전달 응답을 구하였다. 또한, 원심력과 열하중이 가해질 때, 최대 응력 및 슈라우드의 변위를 구하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권6호
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• pp.98-104
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• 2015

회전체의 과도한 하중은 펌프의 손상이나 수명 감소의 원인이 된다. 이에 액체로켓엔진용 산화제펌프의 안정성 확보를 위해 펌프 회전체에 작용하는 하중을 상사 시험을 통해 예측하였다. 축방향 하중은 펌프 외부에 설치된 축추력 측정 장치를 통해 간접적으로 계측하였으며, 반경방향 하중은 볼류트의 압력 분포를 토대로 계산하였다. 그 결과, 펌프의 유량이 작을수록 축방향 하중과 반경방향 하중 모두 증가하는 것으로 확인되었다. 그러나, 하중의 크기가 크지 않아 펌프의 안정성에 영향을 끼치지 않을 것으로 예측되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.391-397
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• 2010

액체질소를 작동유체로 한 극저온 시험설비를 이용하여 산화제펌프의 성능시험을 수행하였다. 설계회전수의 30~55%영역에서 시험을 수행하였으며, 그 결과를 작동유체로 물을 이용한 상온수류시험의 결과와 비교/분석하였다. 수력성능에 있어서는 회전수에 대한 상사성을 만족시킴으로써, 설계회전수인 20000rpm에서의 성능예측을 가능하게 했다. 펌프의 극저온 흡입성능에서는 설계유량에서 극저온 임계 캐비테이션 수가 0.012으로 나타났으며, 상온수류시험의 경우는 0.024를 보이면서, 모든 시험회전수와 시험유량영역에서 수류시험의 경우보다 향상된 결과를 보였다. 이러한 향상된 극저온 환경에서의 흡입성능은 극저온 유체에서 펌프의 열역학적인 효과로부터 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.20-25
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• 2007

A mechanical face seal has been tested in Korea Aerospace Research Institute for turbopump applications. In this paper the acceptance test results of the mechanical face seal are described. By means of simulating a practical operating environment, the performance against leakage of mechanical face seal is monitored. In addition the carbon wear is measured to estimate the life of a mechanical face seal. The test results show the acceptable leakage performance and resonable wear tendency as well. Lastly the repeated test had been carried out to guarantee the endurance performance of mechanical face seal based on the turbopump life.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.49-53
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• 2010

The computational studies on the cavitating flow around a turbopump inducer were performed to see the effect of the cavitation on the performance of the inducer. The development of cavities around the inducer blades and the head drop of the inducer are observed as the inlet pressure reduces. The change of the backflow at the inducer inlet is also observed with the development of the cavities. The size of the backflow reduces as the inlet pressure is reduced due to the development of the cavities around the blades. The predicted suction performances of the inducer were compared with the experimental results. The results show that the computations overestimate the suction performances of the inducer than the experiments.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.347-351
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• 2004

The cryogenic test facility is developed for test of deep groove ball bearings, floating ring seals, materials (steel & copper) for High Pressure Turbopump of liquid rocket engine (LRE). The cryogenic bearing test is performed to evaluate the flow rate of cooling water and the load-carrying capacity of bearings. The cryogenic seal test is performed to evaluate the determination of magnitude of leakages through the seal, a time variation of this magnitude. The test of the materials Pair is performed to evaluate its fitness for operation in the liquid oxygen medium.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.625-630
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• 2001

The inducers in liquid-rocket engines are to increase the inlet pressure of the pump to avoid any malfunction due to cavitation. Inducers are typically designed to be operated with some amount of cavitation for the compactness of the turbopump system. Also, inducers are designed to produce low headrise to prevent the decrease of the overall pump efficiency due to the low efficiency of inducers. In the present paper, a computational study on the hydrodynamic behavior of the inducer for the rocket-engine turbopump are presented including the effect of the mass flow rate under the constant rotational speed. As the mass flow rate is decreased, the inducer showed better performance with strong back flows which may have deleterious effects upon the anti-cavitation ability. But the adopted inducer showed very low headrise with high volume flow rates, which may be caused by the small passage area near the trailing edge. The modified version of the present inducer is proposed and numerically evaluated, which in turn showed better results.