• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.46-50
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• 2012

A high-speed centrifugal pump requires more attention to the control of its axial thrust due to the high discharge pressure than a conventional industrial pump. Vanes employed toward the rear cavity of the impeller can be an effective device to control the axial thrust of the pump. The vanes disturb circumferential flow of the cavity and it can modify the axial force acting on the impeller. In this paper, three types of vanes are installed in the high-speed centrifugal pump for liquid rocket engines and the thrust of the pump is measured with an additional thrust measurement unit. According to the results, shapes of cavity vanes have effects on the axial thrust of the pump. As the height of vanes increases, the outlet pressure of the rear floating ring seal decreases which results in a decrease of the thrust. On the other hand, head of the pump is almost same regardless of cavity vanes. Also, the pressure drop of the bypass pipeline increases when vanes are removed.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.36-40
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• 2012

The magnitude of the axial thrust acting on pump bearings has a great influence on the operational reliability and service life of a pump for turbopumps. In the present study, radial vanes are introduced to the pump casing to control the axial thrust by changing the cavity pressure between the impeller and the casing. To investigate the effect of the vanes on the axial thrust of the pump, experimental and computational studies were performed with and without the vanes. It is shown that the vanes reduce the cavity pressure by preventing the flow from rotating with the impeller. Experimental and computational results show similar trend for the axial thrust difference between two cases with and without the vanes. The results show that the cavity vanes are very effective in controlling the magnitude of the axial thrust.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.358-362
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• 2005

축추력의 효과적인 제어는 터보펌프 개발의 핵심 기술 중 하나이다. 현재 개발 중인 액체로켓엔진용 연료펌프의 안정성을 입증하기 위해 축추력 측정 장치를 개발하고 수류 시험을 실시하였다. 시험 결과, 연료펌프는 설계 유량에서 펌프 베어링의 축방향 하중 요구 조건을 만족하였다. 또한 이차 유로의 오리피스를 통해 연료펌프에 대한 축추력 제어가 가능한 것을 확인하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.39-43
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• 2006

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.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.354-358
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• 2005

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.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.15-20
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• 2007

In order to control and balance axial thrust of turbo machine, many types of balancing devices are used but most of them are complicated and sometimes cause troubles. In this study, a very simple device of using shallow grooves mounted on a casing wall, known as "J-Groove", is proposed and studied experimentally and theoretically. The result shows that 70% of axial thrust in an industrial 4-stage centrifugal pump can be reduced at the best efficiency point. Moreover, the analytical method of "interfered gap flow" is established and a simple formula which can determine the optimum dimension of groove and its location is proposed.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.8-13
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• 2010

축추력의 효과적인 제어는 터보펌프의 작동 안정성을 확보하는 데 중요한 기술 중 하나이다. 현재 개발 중인 75톤급 로켓엔진용 연료펌프에 대한 축추력 측정을 상온의 물을 매질로 하여 실시하였다. 시험 결과, 연료펌프의 축추력은 펌프 베어링의 축방향 하중 조건을 만족하는 것으로 예상되었다. 또한 연료펌프의 축추력은 대체로 유량이 작을수록 커졌다. 그리고 플로팅 링 실과 임펠러 사이의 간극이 바뀌었을 때, 연료펌프의 축방향 하중과 후방 누설 유량이 변화하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.116-121
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• 2011

SITVC 시스템의 이차분사 노즐 분사 조건 변화에 따른 시스템 성능 변화를 수치적으로 연구하였다. 해석에 사용된 형상은 3차원 종형 수축-팽창 노즐이고 측면에 8개의 이차분사 노즐을 가진다. 노즐 내부 유동은 전압이 70bar이며 300K의 cold flow로 가정하였다. 이차 유동의 유량 변화와 노즐 작동 조건 변화를 고려하였다. 상용코드인 Ansys Fluent v.13을 통해 해석하였고, 난류모델은 Spalart-Allmaras model(1- equation)를 사용하였다. 충격파의 수치적 진동을 막고 충격파의 불연속성을 잘 해석하기 위해 AUSM+ scheme을 사용하였다. Axial thrust, side force, system specific impulse ratio 와 같은 성능 변수를 사용해 시스템 성능을 평가하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제5권1호
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• pp.26-33
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• 2001

제트베인 추력편향장치는 노즐 뒤에 장착되어 노즐에서 분사되는 초음속 제트의 유동방향을 편향시킴으로써 하나의 노즐로 피치, 요, 롤 방향의 제어를 할 수 있는 장치이다. 제어력을 얻기 위해 초음속 유동중에 노출되어 있는 제트베인에는 열 및 공기역학적 하중이 작용하게 되며, 제트베인의 형상 및 편향각에 따라 나타나는 충격파 및 제트베인 상호 유동간섭으로 인해 비행 추력 손실 및 측력의 크기에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 마하 2.88 노즐 중에 놓인 제트베인의 피치 및 요, 롤 방향의 특성을 규명하기 위해 6 종의 제트베인을 선정하고, 각 방향에 따른 제트베인 편향각 $0^{\cire}$~$25^{\cire}$ 범위에서 $5^{\cire}$ 간격으로 유동시험을 각각 수행하였다. 또한, 유동해석을 병행하여 제트베인간의 유동 간섭 특성을 분석하였다. 연구 결과 제트베인간의 상호간섭은 나타나지 않으며, 제트베인의 공기역학적 특성은 현과 리드의 길이 비에 크게 좌우되고, 최대 추력손실은 롤 제어시 축추력의 17%로 나타났다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.798-804
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• 2006

To overcome the limited relative uncertainty and work range of the existing planar stage and the bulk structure of the contact-less motor for rotation, the novel operating principle to realize the precise rotation is suggested. It uses the two-axial vector forces, normal force and thrust force, of three-induction type of axial motors located $120^{\circ}$ apart, resulting in the contact-free rotation of the mover. Firstly in this paper, the magnetic forces across the air gap are modeled and simulated under the various conditions. It clarifies the feasible range of the derived solution. And the algorithm compensating the strong cross couple between the forces and the control inputs; generally AC magnitude and slip frequency, is given to realize the independent control of six axes. Finally, for the successfully implemented system, the round test and the micro step test results are given.