• 제목/요약/키워드: gas-turbines

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연소불안정 모델링 - 1D 접근법 기반 (Combustion Instability modeling - 1D approach)

  • 김대식;윤명곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.65-67
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    • 2017
  • 다양한 연소불안정 모델링 기법이 로켓 및 가스터빈 등 연소시스템에 적용되어 개발, 검증되고 있다. 이 중 본 연구에서는 시스템의 각 요소를 음향 네트워크로 구성하여 질량, 운동량, 에너지 보존 방정식을 푼 다음, 각 요소들의 경계 조건을 대입하여 전체 시스템의 불안정 특성을 해석하는 1D 네트워크 모델의 기초 이론부터 최신 연구 동향을 소개하고자 한다. 특히 화염전달함수(flame transfer function)와 음향전달함수(acoustic transfer function)을 각각 정의하고, 서로의 상호 관계에 대하여 규명하였다.

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Development of a Simulation Method of Surge Transient Flow Phenomena in a Multistage Axial Flow Compressor and Duct System

  • Yamaguchi, Nobuyuki
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제6권4호
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    • pp.189-199
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    • 2013
  • A practical method of surge simulation in a system of a high-pressure-ratio multistage axial flow compressor and ducts, named SRGTRAN, is described about the principal procedures and the details. The code is constructed on the basis of one-dimensional stage-by-stage modeling and application of fundamental equations of mass, momentum, and energy. An example of analytical result on surge behaviors is included as an experimental verification. It will enable to examine the transient flow phenomena caused by possible compressor surges and their influences on the system components in plant systems including high-pressure-ratio axial compressors or gas turbines.

위상도플러 유속계를 이용한 계측에 있어서의 화염에 기인한 오차의 평가 (The evaluation of error due to flame in the measurement using phase doppler anemometry)

  • 양영준
    • 센서학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.313-321
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    • 2005
  • Spray combustion has been used in many industrial fields, for instance, such as diesel engines, gas turbines and industrial furnaces, and furthermore various measurement techniques have been applied to elucidate the phenomenon of spray combustion. In order to measure simultaneously the droplet velocity and the droplet size of spray, phase doppler anemometry (PDA) was frequently used in spray combustion. However, the measurement error is occurred due to existence of flame, which is considered as influencing the precision of measurement. Therefore, the purpose of this study is experimentally to conduct the systematic evaluation on the measurement error when PDA measurement is applied to combustion field.

농업 부산물 바이오매스 자원의 부존특성 조사 - 과수원 및 밭작물 부산물을 중심으로 - (Evaluation of Agricultural Biomass Resources for Renewable Energy - Biomass from Orchards and Non-paddy Fields -)

  • 홍성구
    • 한국농공학회논문집
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    • 제46권3호
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    • pp.85-92
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    • 2004
  • Biomass is considered to be a major potential fuel and renewable resource for the future. In fact, there is high potential to produce significant amount of energy from biomass around the world. In spite of the potential, there are a few efforts in biomass utilization in this nation. In this study, elemental biomass data was obtained with respect to the amount and calorific values of agricultural residues. Rice straw and husks were not included in the evaluation due to their demand from alternative uses such as livestock feedings, bedding materials, and so forth. Dry basis high calorific values are about 4,500 kcal/kg for all the agricultural residues investigated, similar to literature data. Energy densities or unit area energy value, from pepper and sesame were significant and comparable to those of woody biomass. These elemental data for biomass resources will Provide the background of Planning and development of biomass energy Program, which is getting more feasible along with advances in energy conversion technologies such as micro gas turbines.

세라믹 매트릭스 복합재료 연구 개발 동향 및 전망 (Review of the Research and Development of Ceramic Matrix Composite Materials and Future Works)

  • 이태호
    • Composites Research
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    • 제27권4호
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    • pp.123-129
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    • 2014
  • 세라믹 기지 복합재료는 세라믹 기지에 고 용융 온도, 낮은 밀도, 고 탄성과 강도를 가진 탄화물, 질화물, 보론화물, 산화물 등의 강화재료를 끼워 넣어 파괴 인성을 높인 것이다. 이들 소재는 우주 비행체의 열 차폐 시스템, 또 고온의 가스 터빈의 연소실, 터빈 블레이드, 고정자(Stator) 베인 등의 부품에 사용되며, 버너와 화염 유지기(Flame holder), 고온 가스 덕트에는 산화 CMC가 사용되고 있고, 극심한 열 충격이 일어나는 브레이크 디스크나 시스템의 부품, 그리고 슬라이드 베어링 부품에도 활용되고 있다. 이러한 CMC에 대한 연구 개발은 미국의 우주 비행체 활용 목적을 비롯하여, 미국, 일본, 유럽에서의 초고속항공기와 가스 터빈용, 그리고 핵 융합용 등의 목적으로 국방과 에너지 산업과 같은 전략적 분야의 활용을 목표로 개발되고 있다.

발전용 저 NOx 가스터빈의 연소 불안정 안정화에 관한 연구 (Stabilization of Abnormal Combustion of Dry Low NOx Gas Turbine Combustor for Power Generation)

  • 정재모;안달홍;박정규
    • 에너지공학
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    • 제13권2호
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    • pp.144-151
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    • 2004
  • 희박 예혼합 연소방식을 채용한 150MW급 대형 저 NOx 가스터빈 연소기에서 발생하는 급격한 연소진동 발생을 저감하였다. 희박 예혼합 연소기에서는 연소튜닝이 적절히 이루어지지 많은 경우에 연소불안정에 기인한 높은 연소진동의 발생과 함께 NOx 배출량이 높아질 가능성이 있다. 대상 가스터빈의 연소 모드 전환 중에 발생하는 연소진동의 주파수와 크기는 각각 80Hz및 4-9psi로 나타났으며, 대기온도가 낮아짐에 따라 연소진동의 크기가 증가하는 경향을 보였다. 연소진동에 영향을 미치는 인자로서 버너노즐로 공급되는 연료유량을 균등화하기 위한 연소튜닝과 연소모드 전환시 연료라인에 연료를 미리 공급(prefilling)하는 것이 화염안정에 매우 큰 효과가 있었다. 그 결과 연소모드 전환 중에 발생하는 연소진동을 2.5psi까지 저감할 수 있었으며, 150 MW기저부하 운전 중에 NOx 발생량을 35-43ppm(15% $O_2$)으로 유지할 수 있었다.

Curvic Coupling Tooth 가공의 연삭 조건 선정 및 가공면 평가에 관한 연구 (A Study on the Selection of Grinding Conditions and Evaluation for Curvic Coupling Tooth Machining)

  • 허두권;김명현;김찬규;정영철;정윤교;조영태
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.87-92
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    • 2018
  • As gas turbines for power generation become increasingly more important for high capacity and high efficiency, the technological development and investment of companies are increasing globally. Gas turbine manufacturing technology is only owned by a few companies such as GE, Siemens, and MHI, and our country currently depends on imports of processing technology and component parts. The core part of the gas turbine is curvic coupling tooth processing technology that improves turbine efficiency by smoothly transmitting power to the turbine rotor. Curvic coupling tooth machining and evaluation research is restricted overseas, and it is not underway in Korea. Therefore, in this study, roughing and finishing process technology for curvic coupling tooth machining is developed and a quantitative evaluation method is proposed. For the development of machining technology, the analysis of critical parameters was performed through C & E analysis. In the roughing process, the conditions considering the minimum machining time and tool load ratio were determined. Finishing process conditions were determined based on the contact ratio between the tooth surfaces. The image-processing method is presented for evaluation of the contact ratio and a verification test was performed.

오일 스크러버 및 집진장치를 통한 바이오매스 가스화 공정 발생 타르 및 입자 제거 연구 (Simultaneous Treatment of Tar and Particles Using Oil Scrubber and Bag Filter in Biomass Gasification)

  • 김준엽;조영민;김상범
    • 공업화학
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    • 제30권6호
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    • pp.712-718
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    • 2019
  • 가스화(gasification)는 바이오매스로부터 에너지를 얻을 수 있는 방법 중 하나로 열화학적 변환을 통해 수소, 일산화탄소, 메탄 등으로 조성된 가연성 가스인 'producer gas'를 생산할 수 있다. 하지만 producer gas와 함께 타르(tar)를 비롯한 ash 등의 입자상 물질이 함께 생성돼, 발전 터빈이나 연소 엔진 등에 유입되어 고장을 일으키거나 배관 등에 축적되어 막힘 현상 등을 야기하므로 제거가 필요하다. 본 연구에서는 producer gas 중 타르 및 입자 제거를 위해 오일 스크러버(oil scrubber)와 집진장치를 도입하였다. 흡수용매로써 타르를 효과적으로 제거가 가능한 대두유를 사용하였고, 스크러버의 용매 온도에 따라 제거효율이 어떻게 변화하는지 실험을 통해 관찰하였다. 집진장치에는 타르로 인한 필터 눈 막힘 현상 등의 문제를 방지하기 위해 pre-coating 기술을 도입하였다. Pre-coating에 사용할 물질로써 분말 소석회와 목탄계 활성탄(wood char)을 사용하였으며, 타르(tar)를 비롯한 입자 평균 제거 효율은 소석회를 pre-coating 물질로 사용 시 86%, 활성탄의 경우 80%로 나타났다. 스크러버와 집진장치를 동시에 사용한 경우에는 평균 제거효율이 소석회는 88%, 활성탄의 경우 83%로 나타났다.

대형가스터빈용 단일 압력 선회식 연료분사기의 분무 특성 및 성능 평가 (Spray characteristics and performance of pressure swirl simplex injector for heavy duty industrial gas turbines)

  • 석정민;정한진;최인찬;김재호;이상훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.892-895
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    • 2017
  • 대형 가스터빈 연소기 구성품인 단일 압력선회식 연료분사기(Pressure swirl simplex liquid injector)를 설계, 분무특성 및 성능을 시험을 통해 평가하였다. 공급 압력 대비 분무 유량을 측정하여 설계점 기준 분무유량과 비교하였으며 섀도우그래프(Shadowgraph)를 통해 분무가시화이미지를 기록, 분무의 형상을 정성적으로 파악하고 분무각을 측정하였다. 시험 결과 동일한 공급압력 대비 측정된 분무유량은 설계점 기준 유량과 거의 일치하여 설계 및 제작의 정합성이 확인되었으며 섀도우그래프 이미지를 통해 연료분사기의 분무형상을 파악하고 설계 의도된 분무각이 나타남을 확인할 수 있었다. 이를 기반으로 향후 PDA(Phase Doppler Anemometry)를 통한 분무측정을 통해 보다 구체적인 연료 분사기의 분무 성능 및 특성을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

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2 스풀 터보팬 엔진의 비선형 가스경로 기법과 유전자 알고리즘을 이용한 상태진단 비교연구 (Study on Condition Monitoring of 2-Spool Turbofan Engine Using Non-Linear GPA(Gas Path Analysis) Method and Genetic Algorithms)

  • 공창덕;강명철;박광림
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.71-83
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    • 2013
  • 항공기 가스터빈의 운용율을 극대화 하고 정비 비용을 최소화하기 위해 최근 모델기반방법이나 인공지능방법을 이용한 첨단상태진단기법들을 적용하고 있다. 이 진단 방법들 중 비선형 GPA방법과 유전자 알고리즘을 이용한 엔진 진단방법들이 선형 GPA, 퍼지 로직 및 신경망 이론 등의 타 방법들에 비해 장점을 가지고 있는 것으로 알려졌다. 이에 본 연구에서는 항공기용 AE3007H 터보팬엔진의 상태진단에 비선형 GPA기법과 유전자 알고리즘을 적용한 후 비교를 통해 센서 노이즈와 바이어스가 있는 경우 유전자 알고리즘이 보다 우수한 진단 기법임을 확인하였다.