초록 ▼

본 연구는 원심압축기 설계 기술 개발과제의 1차년도 연구로서 원심 압축기의 기본설계와 상세설계 그리고 임펠러 내부유동해석에 관한 연구를 수행하였다. 연구대상으로 하는 원심압축기는 1단형이며, 이것의 고효율화를 위해 후향경사와 lean각을 갖는 타원형 또는 포물선형 임펠러를 채택하였다. 기본설계에서는 인듀서, 임펠러, 디퓨져 및 볼류트의 치수 및 기본 각도를 계산하고, 각 부품사이의 matching 문제를 다루었다. 이러한 설계과정 전체를 체계화시킨 후, 설계를 신속히 하고 반복적인 계산과정을 피할수 있도록 하기 위해 전산프로그램화

본 연구는 원심압축기 설계 기술 개발과제의 1차년도 연구로서 원심 압축기의 기본설계와 상세설계 그리고 임펠러 내부유동해석에 관한 연구를 수행하였다. 연구대상으로 하는 원심압축기는 1단형이며, 이것의 고효율화를 위해 후향경사와 lean각을 갖는 타원형 또는 포물선형 임펠러를 채택하였다. 기본설계에서는 인듀서, 임펠러, 디퓨져 및 볼류트의 치수 및 기본 각도를 계산하고, 각 부품사이의 matching 문제를 다루었다. 이러한 설계과정 전체를 체계화시킨 후, 설계를 신속히 하고 반복적인 계산과정을 피할수 있도록 하기 위해 전산프로그램화 하였다. 또한 이 프로그램으로써 설계점 근처에서의 성능특성 곡선을 구할 수 있도록 하였다. 포물선형 임펠러가 가장 효율이 높은 것으로 알려지고 있으므로, 임의의 lean각, wrap각을 갖는 포물선형 후향경사 임펠러의 곡면 형상 최적화하는 상세설계 기술을 개발하였다. 여기서 손실을 최소화하기 위해 임펠러 내부의 유로가 곡률이 작고 길이가 최소로 되는 방법을 택하였다. 기본설계 및 상세설계된 임펠러의 적합성을 판정하므로서 제작 이전에 설계보완 할 수 있도록 임펠러의 내부유동해석에 관한 연구를 하였다. 내부유동해석에는 비점성 준3차원 과 점성3차원의 2가지 방법을 사용하였다. 특히 점성 3차원 유동해석은 설계보완 뿐만 아니라 원심압축기 설계에 있어 중요한 인자인 Slip, 압력손실 및 효율 등을 예측하는데 사용할 예정이다.

목차 Contents

• 기호해설...13
• 제1장 서론...16
• 제2장 원심압축기의 이론과 설계...19
• 제1절 원심압축기의 구조...19
• 제2절 기본 이론...19
• 제3절 설계...27
• 제4절 손실 및 성능곡선...52
• 제5절 설계프로그램...60
• 제3장 임펠러 내부유동해석...66
• 제1절 유동해석 방법...66
• 제2절 준 3차원 해석...66
• 제3절 3차원 유동해석...77
• 제4장 결과 및 검토...82
• 제1절 설계 및 성능...82
• 제2절 준 3차원 해석...89
• 제3절 3차원 해석...93
• 제4절 상세설계...96
• 제5장 결 론...108
• 참고문헌...111
• 부록...115