본 논문에서는 항공 우주 부품 기술 개발 사업 중 연료 이송용 제트펌프 개발의 일환으로 제트펌프의 기본 설계 및 유동장 해석을 수행하였다. 제트펌프는 항공기 연료 탱크 내에 위치하여 격막 간 또는 라인 간 연료 이송을 위하여 설치되는 연료 이송 기능을 위해 소요되는 항공기 핵심 부품이다. 제트펌프의 기본 설계를 위해 SIMULINK를 이용하여 계산식들을 모델링 하였고 이와 설계절차를 바탕으로 제트펌프의 기본 설계를 수행하였다. 또한 기본 설계를 바탕으로 설계 조건에 따라 ALGOR를 이용하여 유동장 해석을 수행하였다. 설계 결과와 유동장 해석 결과는 유사한 경향을 보였다.
본 논문에서는 항공 우주 부품 기술 개발 사업 중 연료 이송용 제트펌프 개발의 일환으로 제트펌프의 기본 설계 및 유동장 해석을 수행하였다. 제트펌프는 항공기 연료 탱크 내에 위치하여 격막 간 또는 라인 간 연료 이송을 위하여 설치되는 연료 이송 기능을 위해 소요되는 항공기 핵심 부품이다. 제트펌프의 기본 설계를 위해 SIMULINK를 이용하여 계산식들을 모델링 하였고 이와 설계절차를 바탕으로 제트펌프의 기본 설계를 수행하였다. 또한 기본 설계를 바탕으로 설계 조건에 따라 ALGOR를 이용하여 유동장 해석을 수행하였다. 설계 결과와 유동장 해석 결과는 유사한 경향을 보였다.
In the present study, preliminary design and analysis of flow distribution for a jet pump, which is able to transfer fuel from the tank to the engine, were performed as an aerospace component technology development project. The jet pump is a core part, which is normally installed in the fuel tank, t...
In the present study, preliminary design and analysis of flow distribution for a jet pump, which is able to transfer fuel from the tank to the engine, were performed as an aerospace component technology development project. The jet pump is a core part, which is normally installed in the fuel tank, to supply the fuel from the tank to the engine feed pump, or to transfer the feed between tanks. In order to design preliminarily installed in the jet pump, equations for design were modelled using SIMULINK, and the design was carried out based on the simulation model.
In the present study, preliminary design and analysis of flow distribution for a jet pump, which is able to transfer fuel from the tank to the engine, were performed as an aerospace component technology development project. The jet pump is a core part, which is normally installed in the fuel tank, to supply the fuel from the tank to the engine feed pump, or to transfer the feed between tanks. In order to design preliminarily installed in the jet pump, equations for design were modelled using SIMULINK, and the design was carried out based on the simulation model.
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가설 설정
면적비(左)(노즐 출구와 혼합실의 면적)를 가정한다. 일반적으로 0.
제트펌프 설계 및 실험 장치 구성을 위해 1차 입구 영역, 2차 입구 영역 그리고 디퓨져 출구의 면적을 가정한다. 연속 방정식과 모멘텀 방정식 등을 이용하여 각 부분의 압력, 속도 그리고 유량 등을 계산한다.
제안 방법
모델링을 수행하였다. 가정된 값을 입력값으로 하여 압력비, 효율, 1차 노즐 출구의 면적, 혼합실의 면적과 길이 그리고 디퓨져의 길이 등을 계산하였다. 또한 각 섹션에서의 유동의 속도를 계산하였다.
가정된 값을 입력값으로 하여 압력비, 효율, 1차 노즐 출구의 면적, 혼합실의 면적과 길이 그리고 디퓨져의 길이 등을 계산하였다. 또한 각 섹션에서의 유동의 속도를 계산하였다. 실험 장치의 펌프의 용량, 파이프 사이즈 그리고 게이지 사이즈 등의 제한으로 인해 1차 입구(3/4")와 디퓨져 출구(1”)의 직경을 선정하였다.
성능 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 설계 절차를 바탕으로 하여 추후 시험 장치 구성을 위해 실험 조건에 따른 설계를 수행하였고 ALGOR를 이용하여 제트펌프 내부의 유동장해 석을 수행하였다.
만족하도록 설계해야 한다. 설계 요구가 없었기 때문에 참고 문헌 등을 이용하여 최대유량 조건을 결정하였다. 최대 연료 유량 조건은 0.
설계 절차를 바탕으로 하여 시험 장치 구성을 위해 실험 조건에 따른 설계를 수행하였고 ALGOR를 이용하여 제트펌프 내부의 유동장해 석을 수행하였다.
가정한다. 연속 방정식과 모멘텀 방정식 등을 이용하여 각 부분의 압력, 속도 그리고 유량 등을 계산한다. 식(6), (7)을 이용하여 혼합실과디퓨져의 길이를 계산한다.
일으키게 된다. 작동 효율과 공동화 현상을 고려하여 1차 노즐 팁으로부터 혼합실 입구까지의 거리를 s/d=1.0로 하였다.[2]
제트펌프 모델링 및 설계를 바탕으로 모델링 해석 결과와 유동장 해석 결과를 비교하였다. 비교 결과 1차 노즐 팁에서 최고 속도를 보였고 모델링 결과보다 속도가 저하되는 경향을 보였다.
제트펌프의 기본 개념, 설계 절차, 제트펌프설계 시 고려 사항 그리고 실험 장치 구성에 따른 제약 등을 고려하여 제트펌프 모델링 및 실험 장치 설계를 수행하였다. SIMULINK를 이용하여 제트펌프를 모델링 함으로써 실험조건 및 장치 구속조건의 제한이 주어질 경우 이에 설계변경이 용이하다
제트펌프의 설계 절차를 통해 모델링을 수행한 후 제트펌프의 유동장 해석을 수행하였다. 유 동장 해석을 수행함으로써 제트펌프의 유동의 흐름을 파악할 수 있다.
대상 데이터
또한 각 섹션에서의 유동의 속도를 계산하였다. 실험 장치의 펌프의 용량, 파이프 사이즈 그리고 게이지 사이즈 등의 제한으로 인해 1차 입구(3/4")와 디퓨져 출구(1”)의 직경을 선정하였다.
이론/모형
제트펌프 설계 절차에 의해서 SIMULINK를 이용하여 모델링을 수행하였다. 가정된 값을 입력값으로 하여 압력비, 효율, 1차 노즐 출구의 면적, 혼합실의 면적과 길이 그리고 디퓨져의 길이 등을 계산하였다.
성능/효과
1 차 노즐 외부와 2차 입구 사이의 유동의 충돌은 마찰에 의한 에너지의 손실과 2차 유동의 유입을 방해할 것이고 입구 부분이 날카로우면 공동화 특성을 일으킨다.[2]
비교 결과 1차 노즐 팁에서 최고 속도를 보였고 모델링 결과보다 속도가 저하되는 경향을 보였다. 이는 작동 유체의 점성과 내부 표면의 마찰손실에 의한 것으로 판단된다.
002765△八 s/茅 이다. 해석 결과 1차 노즐 팁에서 유체의 속도가 16.69m必 이고, 1차 노즐의 평균 속도는 14m/i정도이다. 유체가 1차 노즐을 빠져나오면서 연료 탱크로부터 유체를 끌어오는 현상을 볼 수 있었고 혼합실에서 유체가 혼합되고 디퓨져로 빠져나가는 현상을 볼 수 있었다.
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