The magnitude of the axial force acting on turbopump bearings has a great influence on the operational reliability and service life of a turbopump. In the turbopump under current investigation the cavity vanes are introduced to the pump shroud casing to control the axial thrust of the turbopump. To investigate the effect of the cavity vanes, 3D computational flow analyses for a propellant pump stage including an inducer, impeller, volute and secondary flow passages are performed with and without the vanes. The results show that the cavity vanes are very effective in reducing the magnitude of axial thrust without notable changes on the overall performance of the turbopump.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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v.4
no.2
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pp.289-306
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2011
In the development of very high head pumped storage projects, one of the critical problems is the strength of pumpturbine runners. Data obtained by stress measurements of high head pump-turbine runners indicated that dynamic stress due to the vibration of runner might be detrimental, possibly to cause fatigue failure, if the runner were designed without proper consideration on its dynamic behaviour. Numerous field stress measurements of runners and model tests conducted with hydrodynamic similarity revealed that the hydraulic excitation force developed by the interference of rotating runner blades with guide vane wakes sometimes would induce such heavy vibration of runner. Theoretical and experimental investigations on both the hydraulic excitation force and the natural frequencies of runner have been conducted to explore this forced vibration problem.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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v.3
no.3
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pp.245-252
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2010
It's known that pump head of centrifugal impeller with lager blade outlet angle is kept higher in air-water two phase flow condition, though the efficiency in water single phase flow condition is inferior. In the present study, a centrifugal impeller with variable blade outlet angles, that has higher efficiencies in both water single phase flow and air-water two phase flow conditions, is proposed. And the performances of the centrifugal impeller with variable blade outlet angles were experimentally investigated in both flow conditions of single and two-phase. In addition, effects of installing diffuser vanes on the performances of centrifugal pump with movable bladed impeller were also examined. The results are as follows: (1) The movable bladed impeller that proposed in this study is effective for higher efficiency in both water single phase and air-water two phase flow conditions. (2) When diffuser vanes are installed, the efficiency of movable bladed impeller decreases particularly at large water flow rate in water single-phase flow condition; (3) The performances of movable bladed impeller are improved by installing of diffuser vanes in air-water two-phase flow condition at relatively small water rate. The improvement by installing of diffuser vanes however disappears at large water flow rate.
Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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2004.05a
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pp.331-336
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2004
Dissimilar friction welding were produced using 10mm and 11mm diameter solid bar in Inconel ally(IN X-750) to Stainless steel(STS316L) to investigate their mechanical properties. The main friction welding parameters were selected to endure good quality welds on the basis of visual examination, tensile tests, Virkers hardness surveys of the bond of area and HAZ and macro-structure investigations. The specimens were tested as welded, not heat-treated. The tensile strength of the friction welded steel bars was increased up to $95\%$ of the STS316L base metal under the condition of all heating time. Optimal welding conditions were n=2,000(rpm), $P_1=220(MPa),\;P_2=260(MPa),\;t_1=4(s),\;t_2=4(s)$ when the total upset length is 7(mm).
The In recent years, the need for more fuel-efficient and lower-emission vehicles has driven the technical development of alternative fuels such as LPG (Liquefied Petroleum Gas) which is able to meet the limits of better emission levels without many modifications to current engine design. LPG has a high vapor pressure and lower viscosity and surface tension than diesel and gasoline fuels. These different fuel characteristics make it difficult to directly apply the conventional gasoline or diesel fuel pump. In this study, experiments are performed to get initial performance and efficiency of the fuel pump under different condition of the temperature and composition of fuel. The characteristics of vane type fuel pump were investigated to access the applicability on LPLi engine.
This study examined effects of the operating characteristics of a pump according to the rotational speed of a pump and the change in flow rate when a centrifugal pump operates under the following conditions: regulated flow rate, head, rotational speed, and specific speed of 0.7 m/min, 8 m, 1750 rpm, an 182 (m, ㎥/min, rpm), respectively. The pump in the experiment did not have a guide vane and was connected directly to the rim, so that the rotational speed of the volute pump in a spiral or volute casing increased by 100 rpm from 1350 to 1750 rpm. The result of the relationship between the H-Q, L-Q, and 𝜂-Q characteristics and the dimensionless performance characteristics, such as the head coefficient, power coefficient and efficiency were studied. The change in pump performance could be estimated depending on the increase in the number of revolutions. The maximum efficiency of the pump was 52% with 1450 rpm, 0.165 ㎥/min flux, and 4.73 m of lift. The efficiency reached 50% with a maximum of 1750 rpm, 0.183 ㎥/min of flux, and 6.72 m of lift. The efficiency curve on the performance characteristics of the lift versus flux curve became oval not a curve from a quadratic equation that passes through the starting point according to the similarity law of the pump. Finally, when the flux coefficient increased, the power coefficient increased and the lift coefficient decreased. When the flux coefficient was 0.08, the maximum efficiency was 52%. Therefore, the change in flux affects the driving characteristics.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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v.3
no.4
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pp.315-323
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2010
This work investigates the influence of water compressibility on pressure pulsations induced by rotor-stator interaction (RSI) in hydraulic machinery, using the commercial CFD solver ANSYS-CFX. A pipe flow example with harmonic velocity excitation at the inlet plane is simulated using different grid densities and time step sizes. Results are compared with a validated code for hydraulic networks (SIMSEN). Subsequently, the solution procedure is applied to a simplified 2.5-dimensional pump-turbine configuration in prototype with different speeds of sound as well as in model scale with an adapted speed of sound. Pressure fluctuations are compared with numerical and experimental data based on prototype scale. The good agreement indicates that the scaling of acoustic effects with an adapted speed of sound works well. With respect to pressure fluctuation amplitudes along the centerline of runner channels, incompressible solutions exhibit a linear decrease while compressible solutions exhibit sinusoidal distributions with maximum values at half the channel length, coinciding with analytical solutions of one-dimensional acoustics. Furthermore, in compressible simulation the amplification of pressure fluctuations is observed from the inlet of stay vane channels to the spiral case wall. Finally, the procedure is applied to a three-dimensional pump configuration in model scale with adapted speed of sound. Normalized Pressure fluctuations are compared with results from prototype measurements. Compared to incompressible computations, compressible simulations provide similar pressure fluctuations in vaneless space, but pressure fluctuations in spiral case and penstock may be much higher.
A lamp heated LPCVD equipment has been made. Wafer is heated by an array of fifteen tungsten halogen lamps above the front side of a wafer and pyrometer views the back side of the wafer through $CaF_2$ window. Reactor which consisits of a quartz window and a water cooled-stainless steel plate can be evacuated to $5{\times}10^{-3}$ torr with a rotary vane pump. By pyrolysis of $SiH_4$ at about $600^{\circ}C$, polysilicon has been formed on the silicon dioxide film. The measured results show that thickness nonuniformity is 15% and temperature nonuniformity is 1.1%. Because activation energy of pyrolysis of $SiH_4$ is very high, about 1.8eV, small temperature variation will induce large thickness nonuniformity. The main cause of temperature nonuniformity is unsymmetry of lamp power and an unbalanced cooling structure. Charls & Evans' SIMS result shows that the oxygen content in the deposited polysilicon is comparable to that of silicon substrate but carbon content is ten times higher.
진공 배기 시스템에 위험한 환경을 초래할 수 있는 모든 가능성을 찾아 낼 수는 없지만 누적된 현장 경험과 연구 결과에 맞추어 최대한 필요한 안전 조치들을 취해야 한다. 진공 배기 시스템이나 그 구성품들에 대한 심각한 파손을 유발하는 공통적인 요인들은 발화성 물질의 점화나 진공 배기 시스템의 배기구 막힘에 의해 발생한다. 따라서, 진공 펌프와 진공 시스템의 안전한 가동과 사용을 위해서는 다음과 같은 것들을 반드시 준수하여야 한다. ${\blacksquare}$ 발화성, 폭발성 공정 물질을 사용하는 진공 배기 시스템은 정규 유지 보수 작업(PM) 후 첫 번째 배기 과정은 매우 천천히 진행하여 진공 배기 시스템 내부에 급격한 난류가 형성되지 않도록 해 주어야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 배기 시스템 내에서 발화성 물질들의 농도가 발화 영역(flammable zone, potentially explosive atmosphere)에 들어가지 않도록 하여야 한다. 이를 위해서는 불활성 가스를 이용하여 진공 펌프와 진공 배기 시스템의 가동 예상 조건이나 고장 환경하에서 안전한 농도 이하로 희석시켜야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 펌프와 진공 배기 시스템에 장착되어 사용되는 밸브 등의 기계적 부품들이나 공정에 사용되는 물질과 공정 부산물들(by-products)로 인하여 배관, 필터 배기구 등이 막히지 않도록 하여야 한다. ${\blacksquare}$ 공정에 사용되는 물질들, 특히 산소($O_2$), 오존 ($O_3$) 등의 산화제 농도가 높을 때는 오일 회전 배인 진공 펌프(Oil rotary vane vacuum pump)에 미네랄(mineral) 오일을 사용하지 말아야 하며, PFPE(Perfluoropolyether) 오일을 사용하여야 한다. 시판되는 진공 펌프 오일 중 비발화성(non-flammable)으로 표기된 오일이라고 하더라도 산화제(oxidant)의 농도가 체적비로 30 % 넘는 공정 환경에는 사용하지 말아야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 펌프와 진공 배기 시스템에 의해 배기되는 물질들이 물($H_2O$)과 격렬하게 반응하는 경우는 물이 아닌 다른 냉각제를 사용하여야 한다. ${\blacksquare}$ 안전하지 않다고 판단되는 상황에서는 해당 전문가의 조언이나 해당 전문가의 직접적인 현장 도움을 통해 문제를 해결하여야 한다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.35
no.11
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pp.1191-1198
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2011
The use of a ventricular assist device (VAD) can raise the one-year survival rate without cardiac transplantation from 25% to 52%. However, malfunction of the VAD system causes 6% of VAD patients' deaths, which could possibly be avoided through the development of new VADs in which VAD malfunctions do not affect the patient's heart movement or hemodynamic state. A conventional VAD has an impeller or vane for propelling blood that can allow blood to regurgitate when the propelling force is weaker than the aortic pressure. In this paper, we developed a new pulsatile conduit-shaped VAD that has two valves. This device removes the possibility of blood regurgitation and has a small stationary area even when the pumping force is extremely weak. We estimated the characteristics of the device by measuring the outflow and the pressure of the pump in in-vitro and in-vivo experiments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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