• 제목/요약/키워드: C8 블레이드

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입사각 변화에 따른 터빈 블레이드에서의 열전달 특성 변화 (II) - 블레이드 표면 - (Effect of Incidence Angle on Turbine Blade Heat Transfer Characteristics (II) - Blade Surface -)

  • 이동호;조형희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권4호
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    • pp.357-366
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    • 2007
  • The present study investigated local heat/mass transfer characteristics on the surface of the rotating turbine blade with various incidence angles. The experiments are conducted in a low speed annular cascade with a single stage turbine. The blade has a flat tip with the mean tip clearance of 2.5% of the blade chord. A naphthalene sublimation method is used to measure detailed mass transfer coefficient on the blade. At design condition, the inlet Reynolds number is $Re_c=1.5{\times}10^5$ which results in the blade rotation speed of 255.8 rpm. Also, the effect of off-design condition is examined with various incidence angles between $-15^{\circ}$ and $+7{\circ}$. The results indicated that the incidence angle has significant effects on the blade surface heat transfer. In mid-span region, the laminar separation region on the pressure side is reduced and the laminar flow region on the suction side shrinks with increasing incidence angle. Near the tip, the effect of tip leakage flow increases in span wise and axial directions as the incidence angle decreases because the tip leakage flow is formed near the suction side surface. However, the effect of tip leakage flow is reduced with positive incidence angle.

환형 캐스케이드 내 고정된 터빈 블레이드 및 슈라우드에서의 열/물질전달 특성 (I) - 블레이드 끝단 인접 표면 - (Heat/Mass Transfer Characteristics on Stationary Turbine Blade and Shroud in a Low Speed Annular Cascade (I) - Near-tip Blade Surface -)

  • 이동호;조형희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권4호
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    • pp.485-494
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    • 2005
  • For the extensive investigation of local heat/mass transfer on the near-tip surface of turbine blade, experiments were conducted in a low speed stationary annular cascade. The turbine test section has a single stage composed of sixteen guide vanes and blades. The chord length and the height of the tested blade are 150 mm and about 125 mm, respectively. The blade has flat tip geometry and the mean tip clearance is about $2.5{\%}$ of the blade chord. Detailed mass transfer coefficient on the blade near-tip surface was obtained using a naphthalene sublimation technique. The inlet flow Reynolds number based on chord length and incoming flow velocity is changed from $1.0{\times}10^{5}\;to\;2.3{\times}10^{5}.$ Extremely complex heat transfer characteristics are observed on the blade surface due, to complicated flow patterns, such as flow acceleration, laminarization, transition, separation bubble and tip leakage flow. Especially, the suction side surface of the blade has higher heat/mass transfer coefficients and more complex distribution than the pressure side surface, which is related to the leakage flow. For all the tested Reynolds numbers, the heat/mass transfer characteristics on the turbine blade are the similar. The overall averaged $Sh_{c}$ values are proportional to $Re_{c}^{0.5}$ on the stagnation region and the laminar flow region such as the pressure side surface. However, since the flow is fully turbulent in the near-tip region, the heat/mass transfer coefficients are proportional to $Re_{c}^{0.8}.$

진공성형 공법을 이용한 풍력발전기 블레이드의 수리 (Application of the Infusion Method to the Repair of Damage in Wind Turbine Blades)

  • 이광주;장한슬;선석운
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권8호
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    • pp.4756-4762
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    • 2014
  • 운전 중에 손상된 풍력발전기 블레이드는 전통적으로 에폭시 수지를 사용하는 수적층 공법으로 수리가 되어 왔다. 수적층 공법의 접착 강도는 높지 않으며 에폭시 수지는 낮은 온도에서 경화특성이 좋지 않은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 손상된 블레이드 수리를 위하여 폴리에스터 수지를 사용하는 진공성형 공법을 제안한다. 진공성형 공법은 수지를 균일하게 분포시키는 장점이 있으며, 폴리에스터 수지는 저온에서 에폭시보다 경화가 더 잘되는 특성을 가지고 있다. 상온에서 수리가 이루어 질 때, 제안한 방법을 사용할 경우 전통적인 방법에 비하여 평균 접착강도가 최대 77.7% 상향되었다. 섭씨 15도와 5도에서 제안한 방법을 사용하여 수리가 이루어 질 때, 동일한 온도에서 전통적인 방법으로 수리한 경우보다 평균 접착강도가 향상되었다. 전통적인 방법을 사용하여 수리가 불가능한 저온에서도, 본 논문에서 제안한 방법을 사용할 경우 수리가 가능하게 되었고 상온에서 전통적인 방법으로 수리가 된 경우보다 더 좋은 접착강도를 얻을 수 있게 되었다.

장시간 사용된 가스터빈 블레이드의 저주기피로 손상도 평가 (Evaluation of Low Cycle Fatigue Damage of Gas Turbine Blades Used for a Long Time)

  • 허인강;김재훈
    • 한국안전학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.8-14
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    • 2018
  • Ni-base superalloy has excellent resistance to extreme environments such as high temperatures and high stresses and are used as materials for large gas turbines. In this paper, the specimens were taken from the blade that were used for a long time, and their life span was studied by microstructure analysis and avoidance of cursing. The microstructural analysis of the specimens was carried out using a OM and SEM to observe the coarsening, carbides on gamma prime. Low-cycle fatigue tests were performed on new material and airfoil of long time-used blade. The test was conducted under various deformation conditions and temperature conditions of $760^{\circ}C$ and $870^{\circ}C$. The low cycle fatigue test was carried out using the Coffin-Manson equation and the fatigue life was predicted. After the test, crack path and fracture surface were analyzed using SEM.

Cuban-8형 수평축 풍력터빈의 수학적 모델링에 관한 연구 (A Study on the Mathematical Modelling of Cuban-8 Type Horizontal Axis Wind Turbine)

  • 황창수;조환기;정형석
    • 신재생에너지
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    • 제4권3호
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    • pp.36-44
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    • 2008
  • This paper discusses about the mathematical modelling of a new conceptual shape of horizontal axis wind turbine. The geometrical characteristic of wind turbine is studied for the variation of azimuthal angles and elevation angles. The projecting trajectories of Cuban-8 blade due to rotation are analyzed on the each plane in the Cartesian coordinate system. Trajectories show several interesting graphical patterns since the geometrical shape is complicated with the rotational motion of two twisted circumferential blades with elevation angles.

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회전하는 터빈 블레이드에서의 열전달 특성 (Detailed Heat Transfer Characteristics on Rotating Turbine Blade)

  • 이동호;조형희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권11호
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    • pp.1074-1083
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    • 2006
  • In the present study, the effect of blade rotation on blade heat transfer is investigated by comparing with the heat transfer results for the stationary blade. The experiments are conducted in a low speed annular cascade with a single stage turbine and the turbine stage is composed of sixteen guide vanes and blades. The chord length and the height of the tested blade are 150 mm and about 125 mm, respectively. The blade has a flat tip and the mean tip clearance is 2.5% of the blade chord. A naphthalene sublimation method is used to measure detailed mass transfer coefficient on the blade. For the experiments, the inlet Reynolds number is $Re_c=1.5{\times}10^5$, which results in the blade rotation speed of 255.8 rpm. Blade rotation induces a relative motion between the blade and the shroud as well as a periodic variation of incoming flow. Therefore, different heat/mass transfer patterns are observed on the rotating blade, especially near the tip and on the tip. The relative motion reduces the tip leakage flow through the tip gap, which results in the reduction of the tip heat transfer. However, the effect of the tip leakage flow on the blade surface is increased because the tip leakage vortex is formed closer to the surface than the stationary case. The overall heat/mass transfer on the shroud is not affected much by the blade rotation.

선박 폐열을 이용한 100kW급 구심터빈 공력설계 및 CFD에 의한 성능해석 (Performance Analysis by CFD and Aerodynamic Design of 100kW Class Radial Turbine Using Waste Heat from Ship)

  • 모장오;김유택;김만응;오철;김정환;이영호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권2호
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    • pp.175-181
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    • 2011
  • 본 연구에서는 선박용 폐열회수 발전시스템에 적용 가능한 100kW급 구심터빈의 설계 및 CFD 해석기법을 이용하여 열사이클 시스템 및 구심터빈 최적화를 위한 설계자료를 확보하는 것이다. 구심터빈은 스크롤 케이싱, 18개의 베인노즐, 13개의 로터 블레이드로 구성되며, 해석격자는 격자테스트를 통해 약 230만개 정도의 최적격자를 구성하였다. 질량유량 0.5kg/s, 회전속도는 75,000rpm, 입구압력은 195~620kPa 범위 내에서 8가지 조건으로 설정하였다. 베인노즐 내부로 증기가 유입된 후 출구로 갈수록 노즐의 압력면과 흡입면의 압력이 비슷해지면서 마하수가 거의 같은 값을 보였다. 입구온도와 압력이 $250^{\circ}C$, 352kPa 일 때 등엔트로피 효율은 74%, 기계동력은 108kW의 해석결과를 보이고 있다.

암모니아 작동유체를 이용한 해수온도차발전용 8kW급 구심터빈의 설계 및 CFD 성능해석 (CFD Performance Analysis and Design of a 8kW Class Radial Inflow Turbine for Ocean Thermal Energy Conversion Using a Working Fluid of Ammonia)

  • 모장오;차상원;김유택;임태우;이영호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권8호
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    • pp.1030-1035
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    • 2012
  • 본 연구에서는 OTEC에 적용가능한 구심터빈을 대상으로 암모니아를 적용하여 8kW급 구심터빈의 설계 및 CFD 해석을 수행하였다. 구심터빈은 스크롤 케이싱, 18개의 베인노즐, 13개의 로터 블레이드로 구성된다. 질량유량과 입구온도는 0.5kg/s와 $25^{\circ}C$이며, 가변회전수 12,000~36,000 rpm 범위내에서 9가지 조건에 대해 해석을 수행하였다. 회전수 변화에 따른 해석결과, 설계회전수 24,000 rpm에서 최대효율점을 보였으며, 이때 최고효율은 88.66 %, 출력은 8.52kW이다. 향후, 팽창비가 1.4~1.5 정도의 범위를 갖도록 최적설계 과정을 통한 연구가 필요하다. 본 연구를 통해 분석된 해석결과는 다양한 작동유체 조건에서 목표출력에 해당하는 구심터빈의 최적 설계파라미터 구성을 위한 설계자료로 유용하게 활용될 것으로 기대한다.

프르브유닛 소자용 블레이드형 팁 제조방법 (A Fabrication Method of Blade Type Tip for Probe Unit Device)

  • 이근우;이재홍;김창교
    • 전기학회논문지
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    • 제56권8호
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    • pp.1436-1440
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    • 2007
  • Beryllium copper has been known to be an important material for the various fields of industry because it can be used for mechanical and electrical/electronic components that are subjected to elevated temperatures (up to $400^{\circ}C$ for short times). Blade type tip for probing the cells of liquid crystal display(LCD) was fabricated using beryllium copper foil. The dry film resist was employed as a mask for patterning of the blade type tip. The beryllium copper foil was etched using hydrochloric acidic iron-chloride solution. The concentration, temperature, and composition ratio of hydrochloric acidic iron-chloride solution affect the etching characteristics of beryllium copper foil. Nickel with the thickness of $3{\mu}m$ was electroplated on the patterned copper beryllium foil for enhancing its hardness, followed by electroplating gold for increasing its electrical conductivity. Finally, the dry film resist on the bridge was removed and half of the nickel was etched to complete the blade type tip.

에어포일 공력 성능 테이블의 자동생성을 위한 GUI 환경의 프로그램 개발 (Development of GUI Program for Automated Generation of Airfoil Performance Table)

  • 김태우;이재원;채상현;오세종;이관중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권8호
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    • pp.685-692
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    • 2007
  • 본 연구에서는 헬리콥터 하중 해석을 위한 통합해석코드에서 사용되는 에어포일의 공력 성능 테이블 작성 자동화를 위한 GUI 프로그램을 개발하였다. 개발 후 상용화를 위해 PC환경에서 사용이 보편화 되어 있는 윈도우 운영체제 기반으로 프로그램을 개발하였다. 또한, 별도의 과정을 거치지 않고도 계산 과정 및 생성된 격자 표시등의 결과를 확인할 수 있는 후처리 기능을 포함하여 사용자의 편의를 도모하였다. 기 검증된 기존의 전산유체역학 코드를 기본으로 하여 다양한 받음각과 마하수 영역에서 공력해석이 자동적으로 수행되도록 하였으며, 계산 격자는 에어포일 표면 좌표가 입력되면 자동으로 생성되도록 하였다. FORTRAN 으로 작성된 전산유체역학 코드를 별도의 변환 과정 없이 C++ 기반의 GUI 프로그램과 연동시키기 위하여 Mixed-Language 기법을 사용하였다.