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원심펌프의 캐비테이션에 대한 수치해석
Numerical Analysis on Cavitation of Centrifugal Pump 원문보기

한국유체기계학회 논문집 = The KSFM journal of fluid machinery, v.16 no.2, 2013년, pp.27 - 34  

김명진 (울산대학교 기계자동차공학부 대학원) ,  진현배 (울산대학교 기계자동차공학부 대학원) ,  손창호 (울산대학교 기계공학부) ,  정의준 (울산대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As the operating range of centrifugal pump is expanded recently, the various suction conditions are demanded. The most important problem in the suction conditions is cavitation. In this study, to analyze the characteristics for such the cavitation, first the validity of the numerical analysis was ce...

주제어

#원심펌프   #캐비테이션   #이상류   #전산유체역학  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 비대칭인 스파이럴 케이싱(이하 케이싱)의 특성으로 인하여 이와 같은 방법으로는 정확한 해석이 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 실제 현상에 대한 정확한 해석을 위해서 원심펌프의 완전한 형상을 3차원 스캔 장치인 COMET5-4M를 이용하여 구현하였다. Fig.
  • 본 연구에서는 캐비테이션의 특성을 분석하기 위해 산업용 원심펌프를 모델로 수치해석을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
단상류 해석과 캐비테이션 해석의 지배방정식은? 수치해석은 상용 프로그램인 ANSYS CFX 13을 사용하였다. 지배방정식은 단상류 해석인 경우 3차원 비압축성 Reynolds-Averaged Navier-Stokes 방정식이며 캐비테이션 해석인 경우 Rayleigh-Plesset model인 식(1)을 함께 사용하였다.
원심펌프에 캐비테이션이 발생하면 어떻게 되는가? 운전조건의 변화 중 특히 흡입조건의 변화에 대한 연구는 펌프성능 저하에 영향을 주는 캐비테이션에 관심이 모아진다. 펌프 입구에서 발생한 캐비테이션은 임펠러의 유로의 축소 혹은 폐쇄로 이어져 성능이 급격히 감소하게 되며 또한 캐비테이션의 소멸로 진동과 소음을 일으킨다. 이러한 캐비테이션이 지속되면 캐비테이션의 소멸로 생기는 충격 때문에 임펠러와 케이싱의 벽면에 침식이 발생하게 된다.
원심펌프의 운전조건 변화 중 흡입조건의 변화는 어떤 영향을 주게되나? 원심펌프는 최근 산업의 발달로 다양한 분야에서 고성능을 유지하면서 운전조건의 확장이 요구되고 있다. 운전조건의 변화 중 특히 흡입조건의 변화에 대한 연구는 펌프성능 저하에 영향을 주는 캐비테이션에 관심이 모아진다. 펌프 입구에서 발생한 캐비테이션은 임펠러의 유로의 축소 혹은 폐쇄로 이어져 성능이 급격히 감소하게 되며 또한 캐비테이션의 소멸로 진동과 소음을 일으킨다.
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참고문헌 (6)

  1. Pouffary, B., Fortes-Patella, R., Rebound, J.L. and Lambert, P.A., 2008, "Numerical simulation of 3D cavitating Flows: Analysis of cavitation head drop in turbomachinery," ASME Journal of Fluids Engineering, Vol. 130. 

  2. Pierrat, D., Gros, L., Couzient, A., Pintrand, G. and Gyomlai, Ph., 2009, "On the leading edge cavitation in a helico-centrifugal pump : Experimental and numerical investigations," 3rd IAHR WG Meeting on Cavitation and Dynamic Problems in Hydraulic Machinery and System. 

  3. Fortes-Patella, R., Coutier-delgosha, O., perrin, J. and Reboud, J.L., 2007, "Numerical model to predict unsteady cavitation flow behavior in inducer blade cascade," ASME Journal of Fluids Engineering, Vol. 129. 

  4. Luo, X., Zhang, Y., Peng, J., Xu, H. and Yu, W., 2008, "Impeller inlet geometry effect on performance improvement for centrifugal pumps," Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 22. 

    원문보기 상세보기

  5. Alfayez, L., Mba, D. and Dyson, G., 2004, "The application of acoustic emission for detecting incipient cavitation and the best efficiency point of a 60kW centrifugal pump: case study" NDT & E international, Vol. 38. 

  6. Tan, C.Z. and Leong, M.S., 2011, "An experimental study of cavitaion detection in a centrifugal pump using envelope analysis," Journal of System Design and Dynamics, Vol. 2. 

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