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문제 정의
- 본 연구에서는 현재 개발중인 200kW 급 마이크로 가스터빈을 안정적으로 작동하기 위하여 부분부하 운전방법과 외기온도에 따른 성능분석을 하였다. 이를 바탕으로 연료량 변화에 따른 출력, 공기유량, 최대압력, 최대온도, 터빈 출구온도, 서지 마진 등의 변화와 민감도를 분석하여 현재 개발중인 엔진의 연구개발에 있어 기초 자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구에서는 현재 개발중인 200kW 급 마이크로 가스터빈을 안정적으로 작동하기 위하여 부분부하 운전방법과 외기온도에 따른 성능분석을 하였다. 이를 바탕으로 연료량 변화에 따른 출력, 공기유량, 최대압력, 최대온도, 터빈 출구온도, 서지 마진 등의 변화와 민감도를 분석하여 현재 개발중인 엔진의 연구개발에 있어 기초 자료를 제공하고자 한다. 해석을 위해서 상용프로그램인 Gasturb 9.
가설 설정
- 열교환을 하여 온도가 상승된 공기는 연소기로 공급되고 연소반응 후 연소가스는 베어링 냉각에 사용된 2차 공기와 터빈입구에서 혼합된 뒤 터빈 로터에서 팽창하여 일을 발생시킨 후 재생기 고온부를 통과하여 대기로 배출된다. 2 차 공기가 출력에 기여하는 비율은 50%로 가정하였다.(13)
- 민감도 분석의 목적은 정상상태 해석으로 과도 상태를 예측하는 것이다. 정상상태로 해석하기 때문에 등속운전 중 부하 증가 시 기계적 관성으로 인해 발생하는 회전수 감소를 예측하기 어려워 부하가 증가될 때 동시에 연료공급이 이루어져 회전 속도의 감속 없이 가속을 한다는 가정 후 해석을 수행하였다. Fig.
- 하첨자 ml 은 베어링의 손실(기계적 손실)로 시스템 출력의 약 5%로 가정하였다.(13) 아래 해석의 경우 축출력(shaft power) 기준으로 하였다.
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