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문제 정의
- 1에 나타낸 나선 홈 실의 누설량 및 유체가 진력에 의한 동특성계수를 예측하기 위한 해석방법을 앞 절에서 서술하였다. 본 절에서는 본 연구의 해석 결과를 제시하고 타당성을 검증하기 위하여 Iwatsubo 등。"” 의 실험결과와 비교 하고자 한다. 동특성계수의 M, m, 및 c는 비교적 작은 값을 갖기 때문에 K, k, 및 C의 결과만을 제시하고자 한다.
- 본 절에서는 본 연구의 해석 결과를 제시하고 타당성을 검증하기 위하여 Iwatsubo 등。"” 의 실험결과와 비교 하고자 한다. 동특성계수의 M, m, 및 c는 비교적 작은 값을 갖기 때문에 K, k, 및 C의 결과만을 제시하고자 한다. Fig.
- 나선 각에 따른 펌프작용은 실 입, 출구 압력차 (△P)에 대항하는 압력 (△?泗0을 발생시켜 결국 실에는 겉보기 압력차 (△:?')(△?' =Z\P- △Pspiral)가 작용하여 압력 흐름을 일으키게 되며, 이 겉보기 압력차에 의한 나선 홈 내의 유속 Vg가 발생된다. 따라서 본 논문에서는 나선 홈 실의 누설량 및 동특성 계수 해석을 위하여 기 발표된 평행홈 실의 three-control volume 해석1©법에 겉보기 압력차와 평행 홈 내의 유속에 나선 홈의 유속 V;를 고려하는 해석방법⑸을 제시하고자 한다.
- 본 연구에서는 Iwatsubo 와 Ishimaru'”의 나선 홈실 해석 방법과 같이 나선 각에 따른 펌프 효과를 고려하고, Ha 와 Lee⑹가 발표한 평행 홈 실의 three-control-volume 해석방법을 조합한 나선 홈 실의 누설량 및 동특성 계수 해석 방법을 제시하고 해석 결과를 Iwatsubo 등(2)과 Iwatsubo 와 Ishimaru®의 실험 결과와 비교하여 본 연구에서 제시한 해석 방법의 타당성을 검증하고자 한다.
- 지금까지 발표된 나선 홈 실에 대한 실험결과(2)個佝가 많지 않고 나선 홈 실의 형상이나 운전조건이 서로 달라 해석결과를 충분히 검증하는데 어려움이 있으며 지금까지 발표된 해석결과들 (1), (3), (5)岡도 만족할 만한 결과를 주지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 평행 홈 실의 유체흐름을 비교적 실제흐름에 가깝게 정의하는 three-control volume 해석 방법을 확장하여 나선 홈 실의 누설량 및 동특성 계수를 예측할 수 있는 해석방법을 제시하였다. 해석결과의 타당성은 나선 홈 실의 해석시 요구되는 유체흐름과 관련된 계수들(Table 1)인 입구손실계수 (inlet loss coefficient ( &)), 압력회복계수 (pressure recovery fack)r( &*)), land부와 홈부로 사이의 손실계수(loss coefficient( &)), 홈 부에서의 유선각 (groove penetration angle (a)), 및 로터나 스테이터의 표면 마찰계수와 관련된 계수들 ((ns, ms)(nr, mr))의 영향1"이 매우 중요하기 때문에 나선 홈의 형상 및 운전조건에 맞는 정확한 실험 데이터가 필요하나 지금까지 충분한 실험데이터가 발표되지 못한 실정임으로 해석 결과의 개선을 위하여 이 계수들에 대한 추가적인 연구가 요구되고 있다.
가설 설정
- 상태를 나타낸다. 로터의 휘돌림운동에 의해 틈새 깊이 们은 무차원 시간 (r), 원주방향위치 (。), 및 실의 축방향에 따른 위치 (z)의 함수이며 풀이를 간단히 하기 위해 변수분리방법 (separation of variable solution approach)과 원궤적을 갖는 휘돌림 운동 (circular precessional motion)을 가정하고, 경계조건과 실 입구에서 원주방향 섭동속도를 무시하는 가정으로부터 전달 행렬법 (transition matrix method)®을 사용하여 이 연립미분 방정식을 풀면 섭동압력 분포를 구할 수 있다. 이 섭동 압력을 涉와 z방향에 대하여 적분하면 홈 실로부터 발생되는 유체 가진력을 나타내는 동특성 계수 (rotordynamic coefficients) 인 K, k, C, c, M, m을 근사적으로 구할 수 있다.
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