• 제목/요약/키워드: Turbine Nozzle

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초음속 터빈 익렬 앞전 형상 및 노즐-익렬 간격에 따른 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine cascade as the leading edge shape and the nozzle-cascade gap)

  • 조종재;김귀순;김진한;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.349-354
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    • 2005
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였으며 Single pass Schlieren system을 이용하여 유동을 가시화하였다. 실험은 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 블레이드 앞전 형상과 노즐-익렬 간극에 따라 실시하였다. 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.

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노즐 설치각에 따른 초음속 터빈 익렬의 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Flow Characteristics of a Supersonic Turbine Cascde as Nozzle Installation Angle)

  • 조종재;정수인;김귀순;박창규
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.1-8
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    • 2004
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈 익렬의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였으며 Single pass Schlieren system을 이용하여 유동을 가시화하였다. 실험은 3차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 노즐 설치각에 따라 실시하였다. 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.

3차원 초음속 터빈의 노즐-로터 상호작용에 관한 수치적 연구 (A Numerical Analysis on the Nozzle-Rotor of a 3-D Supersonic Turbine)

  • 윤원근;신봉근;김귀순;김진한;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.413-422
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    • 2005
  • 본 연구에서는, 먼저 $Fine^{TM}/Turbo$의 신뢰성을 확보하기 위해 초음속 터빈의 실험 결과와 비교 해석하였다. 그 결과 $Fine^{TM}/Turbo$는 초음속 유동 현상을 비교적 정확하게 해석함을 알 수 있었다. 다음으로 Grid Independency Test를 통하여 3차원 터빈의 적합한 격자계를 선정하여. 3차원 초음속 터빈의 노즐-로터 상호작용에 관해 유동해석을 실시하였다. 터빈의 노즐-로터간의 축방향 간격은 점점 커질수록 높은 추력을 나타냈으며, 로터 블레이드의 Chamfering Angle 또한 Blade-Edge가 날카로워 질수록 추력이 증가하였다.

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선형 터빈 케스케이드 통로에서의 3차원 유동 특성 (Three-Dimensional Flow Characteristics in a Linear Turbine Cascade Passage)

  • 차봉준;이상우;이대성
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권12호
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    • pp.3148-3165
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    • 1993
  • A cascade wind tunnel test for a turbine nozzle, which was designed for a small turbo jet engine in a previous study, has been conducted to evaluate its aerodynamic performance and losses. The large-scale blades were based on the mid-span profile of the nozzle. Oil film flow structure, and then 3-dimensional velocity components were measured in the flow passage with a 5-hold pressure probe, in addition to turbulent intensities at mid-span of cascade exit using a hot-wire anemometer. From this study, 3-dimensional growth of horseshoe and passage vortices in the downstream direction was clearly understood with near-wall flow phenomena. In addition, secondary flow and losses associated with the blade configuration were obtained in detail.

익렬 위치에 따른 초음속 터빈의 확산 손실에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the expansion loss of a supersonic turbine with the cascade position)

  • 조종재;김귀순;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.387-392
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    • 2006
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였다. 실험은 익렬 위치에 따른 초음속 터빈의 유동 특성을 파악하고 확산 손실이 발생하는 특성을 알기 위해 익렬의 위치를 조절해가며 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 실시하였다. Z-type 슐리렌(Schlieren) 시스템을 이용하여 유동을 가시화 하였다. 이러한 실험을 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 유동박리, 충격파-경계층 상호작용 등을 관찰할 수 있었다.

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끝벽의 형상이 터빈 노즐안내깃 캐스케이드내 3차원 유동에 미치는 영향에 관한 연구 (Experimental Study on Effect of the Contoured Endwall on the Three-Dimensional Flow in a Turbine Nozzle Guide Vane Cascade)

  • 윤원남;정진택
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.514-519
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    • 2003
  • The objective of this study is to document the secondary flow and the total pressure loss distribution in the contoured endwall installed linear turbine nozzle guide vane cascade passage and to propose an appropriate contraction ratio of the contoured endwall which shows the best loss reduction among the simulated cases. In this study, three different contraction ratio of contoured endwalls have been tested. This study was performed by experimental method and when the contoured endwall has the contraction ratio of 0.17 on exit height the results showed the best loss reduction.

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부분입사형 초음속 터빈의 노즐과 익렬의 상호작용에 관한 연구 (A Study on the Nozzle-Rotor Interactions of Partial Admission Supersonic Turbines)

  • 성영식;한성훈;김귀순;박창규
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.53-60
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    • 2004
  • 노즐과 익렬의 상호작용과 부분입사 효과를 연구하기 위해 노즐과 터빈의 익렬을 같이 계산하였고, 충격파의 구조와 유동의 현상을 밝혀내기 위해 많은 계산을 하였다. 지배방정식은 시간에 관해서는 오일러 음해법으로, 공간에 관해서는 유한체적법을 사용하여 2차의 상류차분법으로 이산화하였으며 $\kappa$-$\varepsilon$ 난류 모델을 사용하였다. 본 논문에서는 익렬의 앞전에서 발생한 충격파와 확장파가 노즐 유동에 영향을 주는 것과 익렬내부의 유동이 노즐에서 발생한 충격파의 영향을 받는 것을 확인하였다.

모델연소기에서의 분사기와 선회기의 영향 (The Effects of Injector and Swirler on the Flame Stability in a Model Combustor)

  • 박승훈;이동훈;배충식
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 1998년도 제17회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.9-21
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    • 1998
  • The optimization of frontal device including fuel nozzle and swirler is required to secure the mixing of fuel and air, and the combustion stability in the gas turbine combustor design for the reduction of pollutant emissions and the increase of combustion efficiency. The effects of injection nozzle and swirler on the flow field, spray characteristics and consequently the combustion stability, were experimentally investigated by measuring the velocity field, droplet sizes of fuel spray, lean combustion limit and the temperature field in the main combustion region. The effect of fuel injection nozzle was tested by adopting three different nozzles; a dual orifice fuel nozzle, a hollow cone nozzle and a solid cone nozzle. These tests were combined with the three different swirler geometries; a dual-stage swirler with 40$^{\circ}$ /-4 5$^{\circ}$ vanes and two single-stage swirlers with 40$^{\circ}$ vane angle having 12 and 16vanes, respectively. Flow fields and spray characteristics were measured with APV(Adaptive Phase Doppler Velocimetry) under atmospheric condition using kerosine fuel. Temperatures were measured by Pt-PtI3%Rh, R-type thermocouple which was 0.2mm thick. It was found that the dual swirler resulted in the biggest recirculation zone with the highest reverse flow velocity at the central region, which lead the most stable combustion. The various combustion characteristics were observed as a function of the combination between the injector and swirler, that gave a tip for the better design of gas turbine combustor.

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Performance and Flow Condition of Cross-Flow Wind Turbine with a Symmetrical Casing Having Side Boards

  • Shigemitsu, Toru;Fukutomi, Junichiro;Toyohara, Masaaki
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제9권2호
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    • pp.169-174
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    • 2016
  • A cross-flow wind turbine has a high torque coefficient at a low tip speed ratio. Therefore, it is a good candidate for use as a self-starting turbine. Furthermore, it has low noise and excellent stability; therefore, it has attracted attention from the viewpoint of applications as a small wind turbine for an urban district. However, its maximum power coefficient is extremely low (10 %) as compared to that of other small wind turbines. In order to improve the performance and flow condition of the cross-flow rotor, the symmetrical casing with a nozzle and a diffuser are proposed and the experimental research with the symmetrical casing is conducted. The maximum power coefficient is obtained as $C_{pmax}=0.17$ in the case with the casing and $C_{pmax}=0.098$ in the case without the casing. In the present study, the power characteristics of the cross-flow rotor and those of the symmetrical casing with the nozzle and diffuser are investigated. Then, the performance and internal flow patterns of the cross-flow wind turbine with the symmetrical casings are clarified. After that, the effect of the side boards set on the symmetrical casing is discussed on the basis of the analysis results.

초음속 터빈의 익렬 앞전 모서리각에 따른 유동 특성에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the flow characteristics of a supersonic turbine cascade with the leading edge chamfer angle)

  • 조종재;김귀순;정은환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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    • pp.361-366
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    • 2006
  • 본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 알아보기 위해 소형 초음속 풍동을 설계하였으며 Schlieren system을 이용하여 유동을 가시화하였고 압력변환기를 이용하여 터빈내의 전압력과 정압력을 측정하였다. 실험은 2차원 초음속 노즐과 익렬을 조합하여 익렬 앞전 모서리각에 따라 실시하였다. 그리고 이를 통해 충격파를 포함한 복잡한 유동 형태와 노즐-익렬, 충격파-경계층 상호작용 등, 초음속 충동형 터빈의 유동특성을 관찰할 수 있었다.

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