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수처리 교반기의 프로펠러 허브 볼텍스 제어
Control of Propeller Hub Vortex for Water Treatment Mixer 원문보기

한국유체기계학회 논문집 = The KSFM journal of fluid machinery, v.19 no.2, 2016년, pp.11 - 15  

김대한 (고려대학교 기계공학과) ,  문영준 (고려대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the generation of the propeller hub vortex was analyzed and a PBCF(Propeller Boss Cap Fins) was designed to control the propeller hub vortex. A RANS(Reynolds-averaged Navier-stokes) approach is employed to predict the hub vortex characteristics. The hub profile is an important factor ...

주제어

#전산유체역학   #수처리 교반기   #프로펠러 보스 캡 핀   #허브 볼텍스  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 프로펠러의 허브 형상 변화에 따른 허브볼텍스 유동의 특성 파악하고, 이를 제어하기 위해 프로펠러 보스 캡 핀(PBCF)을 설치함으로써, 프로펠러의 성능 및 효율을 향상시키는 설계 방향을 제시하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내외 수처리 산업에서 펌프에 요구되는 것은? 국내외 수처리 산업에서 펌프는 점차 고효율, 저소음 등 내환경성과 고신뢰성 장치를 요구하고, 기술력을 바탕으로 한 고부가가치의 제품 개발을 통해 경쟁력을 갖추는 것이 필수적이다. 수처리 시설에서 상당 부분은 전력비가 차지하고 있으며, 특히 장시간동안 지속적으로 사용하는 펌프 시설 등의 사용 전력이 많은 부분을 차지하고 있다.
허브 볼텍스는 무엇인가? 다양한 형상을 갖는 프로펠러의 허브 볼텍스의 생성을 확인하고 그 원리를 분석하였다. 허브 볼텍스는 허브 주변에서 발생하는 매우 낮은 압력을 갖는 강력한 핵으로써, 추력의 감소와 캐비테이션 발생의 원인되며, 허브 볼텍스의 제어를 통해 이를 방지할 수 있다.
PBCF의 이점은 무엇인가? PBCF는 프로펠러에 의한 정방향 추력과 토크가 작용하는 일반 프로펠러와 달리 핀에 의해 발생하는 역방향 추력과 토크가 추가적으로 작용한다. 하지만, 허브 볼텍스의 약화를 통해 시스템 전체적으로 토크의 감소와 추력의 증가를 가져오며, 이를 통해 전체 효율이 증가한다.
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참고문헌 (10)

  1. Sayers, A. T., 1990, "Hydraulic and compressible flow turbomachines," McGraw-Hill. 

  2. Yang, T. Y. and Ahn, B. S., 2006, "Medium and low speed agitators for sewage treatment," Fluid machinery research and development conference, pp. 453-456. 

  3. Oh, S. Y., 2008, "Improvement of water treatment processes and equipment," The KSFM Journal of Fluid Machinery, Vol. 11, No. 3, pp. 56-63. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Cho, Y. M., You, S. J., Roh, J. S., Bin, J. H., Choe, K. J., Lee, K. U., Lee, G. B., and Lee, J. G., 2011, "Evaluation ofPressurized Water Diffusion in Water Treatment Process Using CFD," Journal of Korean Society of Environmental Engineers, Vol. 33, No. 5, pp. 359-367. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. Hong, S. S., Kim, D. J., Kim, J. S., and Kim, J. H., 2005, "Hydraulic Performance test of Turbopump," The Korean Society of Propulsion Engineers, pp. 243-247. 

  6. Kim, J. H. and Seo, S. H., 2011, "High Efficiency Pump Certification System & Cases of High Efficiency Pump Developments," The Korean Society of Mechanical Engineers, Vol. 4, p. 161. 

  7. Ferziger, J. H. and Peric, M., 1999, Computational methods for fluid dynamics, Springer, 2nd edition. 

  8. Hans Richard Hansen, Tom Dinham-Peren, and Takeo Nojiri, 2011, "Model and Full Scale Evaluation of a 'Propeller Boss Cap Fins Device Fitted to an Aftamax Tanker," Second International Symposium on Marine Propulsors. 

  9. Fumitoshi Ochi, Takeharu Fujisawa, Takuya Ohmori, and Takafumi Kawamura, 2009, "Simulation of propeller hub vortex flow," First International Symposium on Marine Propulsors. 

  10. Takashi Kanemaru, Tomohiro Ryu, Akira Yoshitake, Jun Ando, and Kuniharu Nakatake, 2013, "The Modeling of Hub Vortex for Numerical Analysis of Marine Propeller Using a Simple Surface Panel Method 'SQCM'," Third International Symposium on Marine Propulsors. 

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