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[국내논문] 운전안정성 향상을 위한 원심 압축기의 유입부 형상변화에 관한 연구
A Parametric Study on Inlet Duct Treatment for Improving the Operational Stability of a Centrifugal Compressor 원문보기

한국유체기계학회 논문집 = The KSFM journal of fluid machinery, v.19 no.5, 2016년, pp.12 - 19  

서태완 (인하대학교 대학원 기계공학과) ,  허만웅 (인하대학교 대학원 기계공학과) ,  김광용 (인하대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In present study, a parametric study of a centrifugal compressor with inlet treatment has been performed numerically using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. The shear stress transport turbulence model was used for analysis of turbulence. The finite volume method and unstru...

Keyword

#원심압축기   #전산유체역학   #입구 트리트먼트   #레이놀즈 평균 나비어-스톡스 방정식   #운전안정성  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 입구부에 원주 방향으로 여러 개의 홀을 설치하는 입구덕트 트리트먼트 기법이 적용된 원심압축기에 대해 삼차원 Reynolds-averaged Navier- Stokes(RANS) 해석을 수행하여 그 성능을 평가하였다. 매개변수 분석을 통해 원심압축기의 입구부에 원주방향으로 설치한 홀들의 직경, 길이, 기울기 각도, 그리고 홀과 임펠러 사이 거리 등의 형상변수들의 변화가 원심압축기의 효율 및 운전안정성에 미치는 영향을 분석하였다.
  • 본 연구에서는 원심압축기 유입부에 원주방향으로 설치된 홀이 원심압축기에 공력학적 특성에 미치는 영향성을 조사하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 Fig.
  • 본 연구에서는 유입부에 원주방향으로 홀들을 설치한 원심압축기를 대상으로 삼차원 RANS해석을 수행하였다. 유입부에 설치한 홀들의 직경, 길이, 개수, 그리고 홀과 임펠러 사이 거리를 형상변수로 선택하여, 원심압축기의 단열효율 및 스톨마진에 대한 이 형상변수들의 영향을 평가하였다.

가설 설정

  • 작동유체는 이상상태의 공기로 가정하였으며, 계산을 위한 경계조건으로는 입구에는 전압력 및 전온도 조건을 적용하고 출구에는 유량조건을 부여했다. 정지영역과 회전영역 사이 경계면에는 고정회전자 기법(frozen-rotor method)을 사용하여 회전하는 원심압축기 블레이드의 구현을 용이하게 하였으며, 모든 벽면에는 점착조건을 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
원심압축기의 스톨마진을 확대할 필요성은 왜 제기되었는가? 이런 특성을 갖는 원심압축기는 예상치 못한 상황이 발생할 경우 임계점(critical point) 또는 서지 라인(surge line)근처에서 작동될 수 있기 때문에 원심압축기 전체시스템의 정상운전에 악영향이 미칠 수 있다. 원심압축기의 응용분야가 넓어짐에 따라 그에 따른 작동영역의 범위가 달라지고 있으므로 다양한 응용분야에서 안정적인 운전이 가능하도록 하기 위해서는 스톨마진 (stall margin)을 확대하여 운전안정성을 제고하는 것이 매우 중요하다. 이에 따라 입구부나 케이싱의 형상변경을 포함한 다양한 방법들이 원심압축기의 운전안정성을 제고하기 위해 연구되고 있다.
원심압축기의 스톨마진을 확보하기 위하여 무슨 기술들이 도입되고 있는가? 최근 원심압축기의 응용분야와 시스템 요구사양이 달라짐에 따라 압축기의 효율이 저하되더라도 운전 안정성을 증대하기 위해 큰 스톨마진을 확보하기 위한 연구들이 다수 수행되고 있다. 압축기의 운전 안정성 확보를 위한 방안으로 최근에는 케이싱 트리트먼트(Casing treatment)와 입구 가이드 베인(Inlet guide vane) 등이 도입되고 있으며, 이들에 대한 선행 연구들이 수행되고 있다.
원심압축기는 주로 어디에 사용되는가? 터보형 압축기의 한 종류인 원심압축기는 가스터빈,터보 냉동기 그리고 터보차져 등에 주로 사용되는 장치로서, 산업적으로 없어서는 안 될 중요한 유체기계이다. 원심압축기는 대부분 운전점이 성능 곡선 상 높은 압력을 얻을 수 있는 곳에 위치하고 있다.
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참고문헌 (15)

  1. Pinarbasi, A. and Johnson, M. W., 1994, "Detailed Flow Measurements in a Centrifugal Compressor Vaneless Diffuser," The American Society of Mechanical Engineers Journal of Turbomachinery, Vol. 116, No. 3, pp. 453-460. 

  2. Filipenco, V. G., Deniz, S., Johnston, J. M., Greitzer, E. M., and Cumpsty, N. A., 2000, "Effects of Inlet Flow Field Conditions on the Performance of Centrifugal Compressor Diffusers: Part 1-Descrete-Passage Diffuser," The American Society of Mechanical Engineers Journal of Turbomachinery, Vol. 122, No. 1, pp. 1-10. 

  3. Kang, J. S. and Kang, S. H., 2003, "Review of Stall Inception in Turbocompressors," Journal of Fluid Machinery(in Korean), Vol. 6, pp. 58-65. 

  4. Galindo, J., Serrano, J. R., Climent, H., and Tiseira, A., 2008, "Experiments and Modelling of Surge in Small Centrifugal Compressor for Automotive Engines," Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 32, No. 3, pp. 818-826. 

    상세보기 crossref

  5. Kim, J. H., Choi, J. H., and Kim, K. Y., 2010, "Surrogate Modeling for Optimization of a Centrifugal Compressor Impeller," International Journal of Fluid Machinery and Systems, Vol. 3, No. 1, pp. 29-38. 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. Bonaiuti, D., Arnone, A., Ermini, M., and Baldassarre, L., 2006, "Analysis and Optimization of Transonic Centrifugal Compressor Impellers Using the Design of Experiments Technique," Journal of Turbomachinery, Vol. 128, No. 4, pp. 786-797. 

    상세보기 crossref

  7. Wang, X. F., Xi, G., and Wang Z. H., 2006, "Aerodynamic Optimization Design of Centrifugal Compressor's Impeller with Kriging Model," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A, Journal of Power and Energy, Vol. 220, No. 6, pp. 589-597. 

    상세보기 crossref

  8. Tong, W. X., Chuangang, G., and Jun, X., 2010 "A new Type of Self-Adaptive Casing Treatment for a Centrifugal Compressor," Proceedings of American Society of Mechanical Engineers Turbo Expo, Glasgow, UK, GT2010-23457. 

  9. Chen, H. and Lei, V. M., 2013, "Casing Tratment and Inlet Swirl of Centrifugal Compressors," The American Society of Mechanical Engineers Journal of Turbomachinery, Vol. 135, No. 4, pp. 041010(8 Pages). 

  10. Xu, W., Wang, T., Gu, C., and Ding, L., 2012, "Numerical Investigation of a Centrifugal Compressor With Holed Casing Treatment," The American Society of Mechanical Engineers Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 134, No. 4, pp. 044502(4 Pages). 

    상세보기 crossref

  11. Tetu, L. G., 2004, "Improving Centrifugal Compressor Perfomrmance By Optimizing Diffuser Surge Control (Variable Diffuser Geometry) and Flow Control (Inlet Guide Vane) Device Settings," International Compressor Engineering Conference at Purdue, C136, pp. 1-9. 

  12. Cui, M. M., 2004, "Unsteady Flow Around Suction Elbow and Inlet Guid Vanes in a Centrifugal Compressor," Proceedings of American Society of Mechanical Engineers Turbo Expo, Vienna, Austria, GT2004-53273. 

  13. Yang, M., Martinez-Botas, R., and Zhang, Y., 2013, "Inlet Duct Treatment for Stability Improvement on a High Pressure Ratio Centrifugal Compressor," Proceedings of American Society of Mechanical Engineers Turbo Expo, San Antonio, Texas, USA, GT2013-95189. 

  14. ANSYS CFX-14.5 Theory Guide of ANSYS CFX 14.5, 2012, ANSYS Inc. 

  15. Bardina, J. E., Huang, P. G., and Coakley, T, 1997, "Turbulence Modeling Validation, testing, and development," NASA TM 110446. 

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