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500W급 발전용 초소형 가스터빈 설계
Design of 500W Class UMGT for Power Generation 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.14 no.6, 2011년, pp.1207 - 1214  

서정민 (한국기계연구원 에너지기계연구실) ,  최범석 (한국기계연구원 에너지기계연구실) ,  박준영 (한국기계연구원 에너지기계연구실) ,  박철훈 (한국기계연구원 로봇메카트로닉연구센터) ,  김유일 (국방과학연구소 1기술본부 5부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Design of 500W class UMGT(Ultra Micro Gas Turbine) for power generation is conducted. Basic design parameters are obtained by cycle analysis. Off-design performances are predicted by 1D aerodynamic design and 1D performance analysis of compressor and turbine. 3D impellers are designed and 3D perform...

주제어

#초소형 가스터빈   #마이크로 가스터빈   #공력 설계  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 500W급 초소형가스터빈 발전기의 개발을 위한 열역학적 사이클 해석, 압축기 및 터빈의 공력설계와 특성시험 장치에 대하여 다루고자 한다.

가설 설정

  • 일반적으로 크기가 작으면 작을수록 유체기계 즉 압축기, 터빈 등의 효율을 낮아진다. 따라서 기존의 유체기계의 효율보다 낮을 효율값을 가지도록 가정하였다. 이런 가정을 바탕으로 사이클 해석을 수행하였다.
  • Table 1은 사이클 해석을 위한 가정 조건이다. 휴대성을 극대화 하기 위한 초소형 터빈이기 때문에 기존의 터빈에 비해 크기가 매우 작다는 점을 고려하여 가정하였다. 일반적으로 크기가 작으면 작을수록 유체기계 즉 압축기, 터빈 등의 효율을 낮아진다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
UMGT는 무엇으로의 활용가치가 높은가? UMGT는 로봇의 동력원뿐만 아니라 군사용 장비로의 활용가치도 높다. 미국 MPG 전문가들이 군사용 장비에 적합한 MPG 후보들을 비교 분석한 연구 보고서에 의하면 단시간 동안 20W급의 동력을 필요로 할 경우에는 유력한 MPG로 스터링 엔진과 연료전지가있으나 장시간 사용할 경우 스터링 엔진과 내연기관이 유리하다고 한다.
MPG는 무엇에 따라 분류되는가? 또한 마이크로 가공기술의 급속한 발전과 더불어 마이크로 동력발생장치(MPG : Micro or Mobile Power Generator)의 개발 가능성이 높아지고 있다. MPG는 원리, 제작방식, 에너지원의 종류 및 출력 용량에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 하지만 적 용처에 따라서 선호되는 방식이나 적용될 수 있는 종류는 제한적인 경우가 많다.
휴대용 동력원의 방식은 무엇이 있는가? 최근 산업 및 사회 전반에 걸쳐 장시간 사용이 가능한 휴대용 동력원의 필요성이 크게 증가하고 있다. 사용 가능한 동력원의 방식으로는 연료전지, 리튬이온 충전지 등 다양하다. 또한 마이크로 가공기술의 급속한 발전과 더불어 마이크로 동력발생장치(MPG : Micro or Mobile Power Generator)의 개발 가능성이 높아지고 있다.
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참고문헌 (10)

  1. C. B. Oh, B. S. Choi, "Classification and Characteristic of Micro Power Generators", Journal of Fluid Machinery, Vol. 9, No. 6, pp. 63-66, 2006. 12. 

  2. Kurzke, J., "GasTurb 11 Design and Off-Design Performance of Gas Turbine", Germany, 2007. 

  3. S. J. Han, J. Y. Park, M. R. Park, B. S. Choi, "Ultra-Micro Gas Turbine Cycle Analysis", Proceedings of the KSME 2010 Spring Annual Meeting, pp. 357-358, 2010. 5. 

  4. J. S. Park, S. W. Yoon, S. J. Han, H. H. Cho, "Numerical Investigation of the Heat and Flow in the Micro Gas Turbine", Proceedings of the KFMA Annual Meeting 2010, pp. 146-147, 2010. 12. 

  5. Sangjo Han, et al., "Design and Simulation of 500W Ultra-Micro Gas Turbine Generator", Proceedings of the 10th Workshop on Micro and Nanotechnology for Power Generation and Energy Conversion Applications, pp. 247-250, 2010. 12. 

  6. NREC, COMPAL, Version 7.11.6 

  7. NREC, RITAL, Version 7.13.14 

  8. J. M. Seo, J. Y. Park, M. R. Choi, E. S. Yoon, "Development of Centrifugal Compressor for Micro Gas Turbine", Proceedings of the KSME 2010 Spring Annual Meeting, pp. 349-350, 2010. 5. 

  9. ANSYS, CFX and TurboGrid, Version 12.0. 

  10. J. M. Seo, B. S. Choi, J. Y. Park, C. H. Park, Y. I. Kim, "Aerodynamic Design and Performance Analysis for UMGT", Proceedings of the KIMST 2011 Annual Conference, pp. 1587-1590, 2011. 6. 

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