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사류펌프는 터보형 펌프 중에서 펌프사양이 저유량 및 대양정을 요구하는 원심펌프와 대유량 및 저양정을 요구하는 축류펌프의 중간적 특성을 가지는 펌프로 원심펌프보다 소형 경량으로 제작할 수 있고 축류펌프보다 흡입성능이 뛰어난 장점을 가지고 있다. 이러한 특징들로 인해 축류펌프와 원심펌프의 영역을 빠르게 대체해 가고 있으며 상하수도(Water Supply and Sewerage), 냉각수 순환(circulating cooling water), 농지 관개(farmland), 공업용수(industrial water)등의 용도로 각종 설비에서 사용되어 진다. 이렇게 다양하게 사용되며 점차 비중이 높아진 사류펌프의 소비전력은 상당히 크기 때문에 전력절감을 위한 효율향상이 필요하며, 특히 사류펌프의 주요 구성품인 임펠러와 디퓨저의 수력학적 성능향상을 위한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 사류펌프의 임펠러 및 디퓨저에 대해서 최적설계기법과 수치해석기법을 이용하여 수력학적 성능향상을 위한 최적설계를 수행하였다. 비속도 400급 사류펌프의 임펠러 및 디퓨저를 기본모델로 선정하고 임펠러 및 디퓨저 ...

사류펌프는 터보형 펌프 중에서 펌프사양이 저유량 및 대양정을 요구하는 원심펌프와 대유량 및 저양정을 요구하는 축류펌프의 중간적 특성을 가지는 펌프로 원심펌프보다 소형 경량으로 제작할 수 있고 축류펌프보다 흡입성능이 뛰어난 장점을 가지고 있다. 이러한 특징들로 인해 축류펌프와 원심펌프의 영역을 빠르게 대체해 가고 있으며 상하수도(Water Supply and Sewerage), 냉각수 순환(circulating cooling water), 농지 관개(farmland), 공업용수(industrial water)등의 용도로 각종 설비에서 사용되어 진다. 이렇게 다양하게 사용되며 점차 비중이 높아진 사류펌프의 소비전력은 상당히 크기 때문에 전력절감을 위한 효율향상이 필요하며, 특히 사류펌프의 주요 구성품인 임펠러와 디퓨저의 수력학적 성능향상을 위한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 사류펌프의 임펠러 및 디퓨저에 대해서 최적설계기법과 수치해석기법을 이용하여 수력학적 성능향상을 위한 최적설계를 수행하였다. 비속도 400급 사류펌프의 임펠러 및 디퓨저를 기본모델로 선정하고 임펠러 및 디퓨저 자오면은 자체적으로 보유하고 있는 data base를 이용하여 설계하였다. 자오면 형상을 고정한 상태에서 날개전개도의 변수를 정립하였고, 정립된 날개전개도의 변수들을 대상으로 2k요인실험을 이용하여 변수들의 영향성 평가를 수행하였다. 영향성 평가결과를 바탕으로 영향이 큰 변수들을 설계변수로 선정하였으며, 반응표면기법을 통해 실험 셋을 생성하고 분석하여 최적형상을 도출하였다. 최종적으로 최적 설계된 임펠러 및 디퓨저는 시작품으로 제작하여 성능시험을 수행하였고 최적설계형상의 수치해석 및 시험결과를 분석하여 최적설계형상의 신뢰성을 검증하였다.

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