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Kafe 바로가기주관연구기관 | 서울대학교 Seoul National University |
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연구책임자 | 송성진 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2016-08 |
과제시작연도 | 2015 |
주관부처 | 미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 | TRKO201700009404 |
과제고유번호 | 1711026138 |
사업명 | 우주핵심기술개발사업 |
DB 구축일자 | 2017-10-28 |
키워드 | 터보펌프 인듀서.캐비테이션.흡입성능.입구 유동 조건.캐비테이션 불안정성.Turbopump Inducer.Cavitation.Suction Performance.Inlet Flow Conditions.Cavitation Instability. |
◎ 연구 성과
- 한국형 발사체 개발의 핵심 부품인 터보펌프 인듀서에서 입구 유동이 성능에 미치는 영향을 측정하기 위해 인듀서 수류 시험 장비를 직접 설계하여 서울대학교에 설치
- 인듀서 수력 특성 파악을 위해 비-캐비테이션 및 캐비테이션 성능 측정
- 고속카메라를 이용한 인듀서 캐비테이션 가시화를 통해 인듀서 캐비테이션 현상을 물리적으로 이해
- 곡관의 곡률반경과 직관부 길이를 변경시켜 다양한 입구유동 불균일성을 생성하였고, 축 방향 속도 분포를 측정하여 입구 왜곡 계수를 계산하여 왜곡 정도 정량화
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◎ 연구 성과
- 한국형 발사체 개발의 핵심 부품인 터보펌프 인듀서에서 입구 유동이 성능에 미치는 영향을 측정하기 위해 인듀서 수류 시험 장비를 직접 설계하여 서울대학교에 설치
- 인듀서 수력 특성 파악을 위해 비-캐비테이션 및 캐비테이션 성능 측정
- 고속카메라를 이용한 인듀서 캐비테이션 가시화를 통해 인듀서 캐비테이션 현상을 물리적으로 이해
- 곡관의 곡률반경과 직관부 길이를 변경시켜 다양한 입구유동 불균일성을 생성하였고, 축 방향 속도 분포를 측정하여 입구 왜곡 계수를 계산하여 왜곡 정도 정량화
- 입구 왜곡 계수 및 유량 변화에 따른 인듀서 흡입 성능을 측정하여 상관관계 도출
- 입구 온도 변화에 따른 인듀서 흡입성능을 측정하여 상관관계 도출
◎ 추가 연구 성과
- 인듀서에서 발생하는 캐비테이션에 의한 수력 불안정성 측정 및 특성 파악
- 입구 왜곡 계수에 따른 캐비테이션 불안정성을 측정하여 캐비테이션 불안정성 발생과의 상관관계 도출
- 온도와 회전수를 무차원화한 무차원 변수를 사용하여 인듀서 흡입 성능 및 캐비테이션 불안정성을 측정하였고, 상관관계 도출
- 도출한 상관관계를 바탕으로 인듀서 흡입 성능 및 수력 안정성 향상 방안 제시
◎ 항공우주연구원과의 지속적인 연구 결과 공유 및 협력을 통해 KSLV-Ⅱ 개발에 필요한 터보펌프 개발에 기여
(출처 : 보고서 요약서 3p)
Results
The major results of current research are as follows. Turbopump inducer water test facility has been designed and built in Seoul National University and validated through rotordynamics analysis, test-run, and vibration characteristics analysis. Flow rate and pressure rise in the inducer h
Results
The major results of current research are as follows. Turbopump inducer water test facility has been designed and built in Seoul National University and validated through rotordynamics analysis, test-run, and vibration characteristics analysis. Flow rate and pressure rise in the inducer have been measured under non-cavitating and cavitating conditions. Flow visualization at various flow coefficients and cavitation numbers has been performed using a high speed camera. Through many discussions with Korea Aerospace Research Institute, the radius of curvature and the straight length between the exit of s-duct and inducer leading edge have been varied to generate diverse inlet distortions. Inlet distortion factor has been calculated from the axial velocity distributions to quantify inlet flow non-uniformity. The correlation between the inducer suction performance and inlet distortion factor have been determined. In the case of the s-duct inlet, head coefficient drop starts at a higher cavitation number than the straight inlet case. Also, the correlation between inducer suction performance and temperature have been measured. Cavitation performance degradation starts at a lower cavitation number as water temperature increases.
Aditional investigations not in the original research plan have also been performed. Two types of cavitation instabilities have been identified in the test inducer using unsteady pressure transducers - rotating cavitation and asymmetric attached cavitation. The correlation between the cavitation instabilities and inlet distortion factor have been determined. In the case of the s-duct inlet, the onset cavitation number of rotating cavitation is higher than that for the straight inlet case. Also, as the water temperature increases, the onset of rotating cavitation shifts towards a lower cavitation number. To evaluate similarity between the experiment and the real turbopump conditions, temperature and rotational speed have been 2 non-dimensionalized into the non-dimensional thermal parameter and Reynolds number. As non-dimensional thermal parameter increases and Reynolds number decreases, the onset of rotating cavitation and caviationa performance degradation shifts toward lower cavitation number. Thus, inducer cavitation performance and hydrodynamic stability are enhanced as the inlet flow distortion is weakened; liquid temperature is increased; or inducer rotational speed is decreased.
(출처 : SUMMARY 6~7p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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