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문제 정의
- 이들은 스윙펌프만 장착된 스크롤 압축기의 경우 고속과 저속운전시 공급되는 오일유량이 큰 차이를 가진다는 것을 해석적으로 보여주었다. 또한 급유 시스템에 바이패스 라인을 설치하면 속도에 상관없이 오일유량을 일정하게 공급할 수 있는 가능성을 제시하였다. Jung et al 3은 냉매와 오일의 용해도를 고려한 스크롤 압축기의 성능해석에 관한 연구를 실시하였다.
- 또한, 기존의 CFD 시뮬레이션을 이용한 오일유량 해석은 고압식 스크롤 압축기에 제한되어 있으며, 압축기의 속도도 일정한 주파수에 국한되어 수행되었다. 따라서, 본 연구에서는 상용 CFD 해석 프로그램을 이용하여 스윙펌프를 사용하고 있는 저압식 입형 스크롤 압축기의 오일통로를 통한 오일과 공기 혼합물의 유동을 모델링하였으며, 이를 통하여 운전 속도의 변화에 따른 오일유량과 유동 특성에 대한 고찰을 실시하였다. 이러한 방법으로 얻어진 정상 상태 운전 조 건에서의 시뮬레이션 오일유량은 같은 구조와 크기를 가진 압축기에 대한 유량 실험을 통하여 모델의 신뢰성을 검증하였다.
- 본 연구는 가변속 스크롤 압축기의 오일공급 통로를 지나는 오일의 유량과 자유표면형상을 수치적 , 해석적으로 알아보기 위하여 각 출구조건을 대기압으로 하여 오일과 공기 혼합물에 대한 시뮬레이션을 수행하였고, 그 결과를 실험을 통해 검증하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다.
가설 설정
- 오일의 흐름은 비압축성 . 층류 유동으로 가정하였으며, 과도 상태에서 자유표면의 변화는 압축기가 회전하기 시작하는 시점부터 시뮬레이션하였다. 또한 오일 통로 내에서 오일과 기체 간에 열전달을 무시하였으며, 오일의 상 변화는 고려하지 않았다.
- 또한 오일 통로 내에서 오일과 기체 간에 열전달을 무시하였으며, 오일의 상 변화는 고려하지 않았다. 그리고, 오일 통로 벽면과 내부 유동 간의 열전달 효과는 없으며, 점성과 밀도는 운전 중에 일정하다고 가정하였다.⑹
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