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볼류트 원심펌프의 스파이럴 케이싱 - 단면 형상의 영향 -
Spiral Casing of a Volute Centrifugal Pump - Effects of the Cross Sectional Shape - 원문보기

한국유체기계학회 논문집 = The KSFM journal of fluid machinery, v.16 no.4, 2013년, pp.28 - 34  

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

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Centrifugal pump consists of a axis, a impeller and a spiral casing. The impeller is the most important component in centrifugal pump. But to minimize flow loss in discharge passage including spiral casing, the shape of spiral casing is very important also. So, to investigate the effect of shape of ...

주제어

#원심펌프   #나선케이싱   #확대관   #단면 형상   #전산유체역학  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 스파이럴 케이싱의 단면형상변화가 성능곡선에 미치는 영향을 조사하기 위해 산업현장에서 사용되는 원심펌프를 모델로 수치해석을 수행하여 스파이럴 케이싱의 특성을 파악하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스파이럴 케이싱의 단면 형상의 변화가 성능곡선에 미치는 영향은 어떠한가? 1) 성능곡선에 있어서 기존모델과 원형모델은 거의 차이가 없이 동일한 형태를 나타내고 있으나 사각형모델은 기존모델보다 큰 차이의 적은 값으로 그리고 우향 하강의 특성을 나타난다. 이의 원인은 비대칭 유동장에 있다. 2) 스파이럴 케이싱 비 대칭성은 케이싱 모델에 관계없이 임펠라 입구유동에 영향을 준다. 3) 케이싱 내에서 정압수두분포는 모델에 관계없이 유량 별로 거의 같은 유형을 갖고 있으면서 설계유량에서는 일정, 저유량에서는 증가, 고유량에서는 감소 경향을 갖는다. 그리나 확대관인 목에서 출구까지는 같은 유량에서도 대칭 혹은 비대칭 유동장의 모델에 따라 다른 경향을 가진다. 4) 동압수두분포는 케이싱 그리고 목에서 출구까지 유량에 따라 모델에 관계없이 거의 같은 형태를 가지며 경향은 케이싱 내에서 정압수두분포와 반대로 나타나고 목에서 출구까지는 감소하여 한 점으로 모아진다. 5) 전압분포는 케이싱에서는 정압수두분포와 동압수두분포의 조합으로 거의 일정하게 나타나며 목에서 출구까지는 정압수두분포의 영향으로 고유량 사각형모델일수록 크게 감소한다. 6) 이상을 종합하면 비대칭 유동장을 유발하는 모델은 에너지 효율성이라는 측면에서 적합지 않다.
원심펌프는 무엇인가? 원심펌프는 기계적 에너지를 작동유체에 전달하는 에너지 변환 장치로서 장치산업 및 플랜트산업 등 산업 전반에 걸쳐 사용되는 기본 장치이며 우리 일상에서도 널리 이용되고 있다. 기본 장치로서 광범위하게 사용되는 원심펌프의 성능향상은 막대한 에너지 사용이라는 측면에서 에너지의 효율적인 절약에 크게 기여할 것이다.
원심펌프는 어떻게 구성되는가? 원심펌프는 축, 임펠러 그리고 스파이럴 케이싱(이하 케이싱)으로 구성되어 있다. 지금까지 많은 연구들이 구성요소의 핵심인 임펠러에 집중되어 왔다.
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참고문헌 (11)

  1. R.A. Van den Braembussche., 2006, "Flow and Loss Mechanisms in Volutes of Centrifugal Pumps," Design and Analysis of High Speed Pumps, pp. 12-1-12-26. 

  2. Marc Gugau, 2003, "Transient Impeller-volute Interaction in a Centrifugal Pump," Interer Bericht, Turbomachinen TU Darmstadt. 

  3. G. Pavesi, 2006, "Impeller Volute and Diffuser Interaction," Design and Analysis of High Speed Pumps, RTO-ENAVT- 143, pp. 6-1-6-28. 

  4. Cheah, Lee and Winoto, 2011, "Unsteady Analysis of Impeller-Volute Interaction in Centrifugal Pump," International Journal of Fluid Machinery and Systems, vol. 4, No. 3, July-September, 2011, pp. 349-359. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. Cheah, Lee and Winoto, 2011, "Numerical Study of Inlet and Impeller Flow Structures in Centrifugal Pump at Design and Off-design Points," International Journal of Fluid Machinery and Systems, Vol. 4, No. 1, pp. 25-32. 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. S,.Kim, J. Park, K. Ahn and J. Baek, 2010, "Improvement of the Performance of a Centrifugal Compressor by Modifying the Volute Inlet," Journal of Fluids Engineering, Vol. 132, ASME, pp. 091101.1-091101.7. 

    상세보기

  7. Sunsheng Yang, Fanyu Kong and Bin Chen, 2011, "Research on Pump Volute Design Method Using CFD," International journal of Rotating Machinery, Vol. 2011, Article ID 137860 pp. 1-7. 

    상세보기

  8. 강신형, 홍순삼, 1997, "볼류트의 개선에 따른 원심펌프의 성능향상," 대한기계학회 춘계학술대회논문집 B, pp. 570-575. 

  9. Mishina, I. and Gyobu, 1978, "Performance Investigations of Large Capacity Centrifugal Compressor," ASME paper NO. 78-GT-3. 

  10. Ayder, E., 1993, "Experimental and Theoretical Analysis of the Flow in a Centrifugal Compressor Volute," Transactions of the ASME, Journal of Turbomachinery, Vol. 115, pp. 582-589. 

    상세보기 crossref

  11. 이기수, 최창호, 김진한, 양수석, 2001, "임펠러/벌류트의 상호작용을 이용한 원심펌프의 성능예측," 한국전산유체공학회 학술대회 논문집. pp. 203-207. 

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