[논문]왕복동식 수소 압축 시스템에서의 스너비 내부 압력변화의 영향

라흐만; 이경환; 우주식; 토니; 정한식; 정효민

왕복동식 수소 압축 시스템에서의 스너비 내부 압력변화의 영향
Influence of Pressure Variation Inside the Snubber on Reciprocating Hydrogen Compression System 원문보기

한국동력기계공학회지 = Journal of the korean society for power system engineering, v.13 no.2, 2009년, pp.42 - 48

라흐만 (경상대학교 대학원) , 이경환 (경상대학교 대학원) , 우주식 (경상대학교 대학원) , 토니 (경상대학교 대학원) , 정한식 (경상대학교 정밀기계공학과, 해양산업연구소) , 정효민 (경상대학교 정밀기계공학과, 해양산업연구소)

초록
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본 실험에서는 왕복동식 수소 압축 시스템에서 다양한 스너버 압력변화와 스너버 효과를 조사가 수행되었다. 압력값은 실험적인 방법으로 스너버 시스템에서 각각 6군데에서 압력 값을 측정하였다. 그리고 아크릴 스너버에서의 입, 출구의 압력진폭은 FFT로 얻어진다. 맥동압 감소는 결과의 입, 출구의 진폭으로써 계산되어진다. 이는 각각의 모터 주파수 30, 40, 50Hz에서 각각 58.248%, 57.026%, 56.871%의 맥동압 감소가 일어난다. 압력 손실은 각각의 모터주파수 30, 40, 50Hz에서 0.960%, 1.533%, 1.965% 손실값이 발생한다. 수치해석은 스너버 내부 모든 구역에의 압력 정보를 보여준다. 실험과 수치해석의 결과를 비교하면 좋은 일치성을 보인다. 그렇기 때문에 수치해석으로 구한 압력 예측값은 왕복등식 수소 압축 시스템의 스너버 성능을 포함하는 다양한 수학적 식에 적용가능하다.

주제어

AI 본문요약
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가설 설정

The geometrical data of snubber is shown in Fig. 1. The inlet pipe of the snubber was connected to the compressor by small hose pipe (plastic) and outlet pipe was exposed to the atmosphere. The whole snubber system was set in a constructed steel structure so that it was fixed during the experiment.

제안 방법

The complete experimental setup for its different components was installed as in Fig. 2. The experiment was conducted by running the compressor with setting motor frequency at 30, 40 and 50 Hz. Hydrogen gas has same characters with the atmospheric air.
A study to find out the effect of buffer presence in a snubber had already been conducted and it was found that snubber with buffer had better performance . So, the present study was taken to find out the pressure variation in the snubber and impact of snubber in the reciprocating hydrogen compression system.
Inlet and outlet boundary conditions of snubber for CFD were applying the measured pressure from the experiment using pressure sensors at inlet [Point 1] and outlet [Point 6] for CFD. The model was built in a half type for the symmetrical shape of the snubber and the symmetry boundary condition was applied.

대상 데이터

001/ The geometry was drawn using the CATIA (V5R15) CAD package and then imported to pro-Surf (Star CD's surface mesh generator) as an Initial Graphics Exchange Specification file (IGES). The computational mesh consists of 50, 000 trimmed hexahedral cells. Inlet and outlet boundary conditions of snubber for CFD were applying the measured pressure from the experiment using pressure sensors at inlet [Point 1] and outlet [Point 6] for CFD.

이론/모형

The computational code us&l was Star CD (Version 3.24), which solve the full 3D time dependent Navier-Stokes, continuity and energy aiuations using the finite volume method. It is widely used in the numerical simulation of different flow conditions in various complex geometries and wa으 chosen in this study beause it is proven capability and validity.
This process continues, in iterative manner, until the convergence criterion is satisfied. Turbulent model was using standard k-£ model. SIMPLE algorithm revised pressure and convection term belong to Upwind Scheme.

성능/효과

1. The pressure pulsation reductions by the aciylic snubter in hydrogen compression system are 58249%, 57.026% and 56871% for motor frequency 30, 40 and 50 Hz, respectively.
2. In the snubber, the pressure loss 0.960%, 1.533% and 1.965% are accounted for motor frequency 30, 40 and 50 Hz, 이y.
3. At the different points in the snubber system CFD simulated pressure are compared with the experiment and ascertained as well matched. So, it can also be predicted the pressure at all points inside the main snubber body with both in numerical and graphical form.

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