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NTIS 바로가기韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.14 no.6, 2011년, pp.1178 - 1185
도규형 (한국기계연구원) , 한용식 (한국기계연구원) , 최병일 (한국기계연구원) , 김명배 (한국기계연구원)
In the present study, a recuperator is suggested to improve the thermal efficiency of a micro gas turbine. Primary design parameters of the recuperator are determined from the ideal cycle analysis. The counter flow plate-fin heat exchanger with offset strip fins is chosen as the type of the recupera...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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마이크로 가스터빈의 열효율 향상을 위한 방법은 무엇이 있는가? | 마이크로 가스터빈의 연료 소모량(Specific Fuel Consumption)은 열효율에 반비례하므로, 소형화 및 경량화를 위해서는 마이크로 가스터빈의 열효율 향상이 요구된다. 열효율 향상을 위한 가장 직접적인 방법은 열역학적 사이클 관점에서 압력비 및 TIT(Turbine Inlet Temperature)를 증가시키는 것이다. 그러나 초소형/극초소형 가스터빈의 경우, 재료와 제작공정의 한계 때문에 TIT와 압력비를 증가시키는데 어려움이 존재한다. 따라서 열효율 향상을 위한 가장 실제적인 방법은 재생사이클(Regenerative Cycle)을 사용하는 것이다. 가스터빈과 관련된 모든 교재에서 재생사이클의 사용은 페열회수 및 최적 압력비 감소로 인해 열효율을 크게 향상시킬 수 있다고 기술하고 있으며, 현존하는 기술적인 문제점을 해결할 수 있을 것이다[5]. | |
단속 휜이 다양한 산업분야에서 활용되는 이유는? | 이를 위해, 오프셋 스트립 휜을 가지는 리큐퍼레이터를 선택하였다. 오프셋 스트립 휜과 같은 단속 휜(Interrupted Fin)은 열교환기 제작시 평판 휜(Plain Fin)에 비해 재료를 효율적으로 사용할 수 있기 때문에 다양한 산업분야에 사용되고 있다[6]. 본 연구에서 개발하고자 하는 500W급 마이크로 가스터빈의 부피는 약 1000cm3로 발전기 파트를 제외하면 압축기, 터빈, 연소기, 리큐퍼레이터가 전체 부피의 약 80%를 차지한다. | |
가스터빈의 장점은? | 2~6kWhr/kg 정도의 에너지밀도를 요구하고 있으며, 현재 개발되어 있는 이차전지로는 달성하기 어려운 실정이다[1,2]. 이에 반해 가스터빈은 에너지밀도가 높은 수소나 탄화수소계 연료를 이용하기 때문에 파워 및 에너지밀도가 높은 장점을 가진다. 최근들어 마이크로 가스터빈은 전동의수, 애완용 로봇(Aibo), 인형 로봇(Humanoid Robot : Asimo, Hubo 등) 등과 같이 장시간 사용 가능한 휴대용 동력원을 필요로 하는 제품들의 주전원 또는 비상전원으로 사용할 수 있는 가장 현실적인 대안으로 각광받고 있다[3,4]. |
Robert J. Nowak, DARPA's Advanced Energy Technologies, DARPATECH 2000.
California Energy Commission, 200kWe Solid Fuel Cell/Microturbine Generator Hybrid Proof of Concept Demonstration Report, March 2001.
Leading R&D to Practice Ultra Micro Gas Turbines, NEDO International Collaboration, Report 2002.
Eito Matsuo, Haruo Yoshiki, Toshio Nagasima, Chisahi Kato, Toward the Development of the Finger Top Gas Turbines, IGTC '03 Tokyo.
H. Saravanamuttoo, G. Rogers, H. Cohen, P. Straznicky, Gas Turbine Theory 6th ed., Pearson Education Limited, UK, 2009.
R. K. Shah, D. P. Sekulic, Fundamentals of Heat Exchanger Design, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2003.
R. M. Manglik, A. E. Bergles, Heat Transfer and Pressure Drop Correlations for the Rectangular Offset-strip-fin Compact Heat Exchanger, Exp. Thermal Fluid Sci., Vol. 10, pp. 171-180, 1995.
P. G. Kroeger, Performance Deterioration in High Effectiveness Heat Exchangers Due to Axial Heat Conduction Effects, Adv. Cryogen. Eng., Vol. 12, pp. 363-372, 1967.
F. P. Incropera, D. P. DeWitt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Fifth ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, 2002.
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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