Deep learning of BOKI

4.11 스톨 (Stall) 각 단의 실속(Stalling)은 공기역학적 스톨 혹은 깃날개(blade airfoil)의 흡입면(suction side)으로부터의 유체 박리로 정의될 수 있다. 다단압축기는 한개의 그 이상의 단에서 스톨이 발생하며, 나머지 단에서는 스톨이 일어나지 않을 경우 서지 지역이 아닌 곳에서는 정상 작동할 수 있을 것이다. 일반적으로 스톨은 블레이드 끝 근처에서 역류로 특성되며, 이는 속도 구배를 방해하여 연속적인 단의 성능에 영향을 미친다. 그림 4.10에 의하면 , 일정하지 않은 유체의 흐름이 블레이드로 접근하는 것은 블레이드 B의 스톨을 야기한다. 공기는 채널 AB의 폐색(blockage) 때문에, 증가된 입사각(incidence angle)으로 블레이드 A로 진입한다. 블레이..

4.7 디퓨져 효율적인 연소시스템을 설계하는 것은 연소실로 들어오는 공기의 속도가 가능한 낮을수록 쉬워진다. 일반적인 디퓨져 출구 속도는 90m/s 정도이다. 디퓨젼 과정에서 공기의 자연스런 현상은 그림4.7에서 보여지듯이 갈라지는 통로로부터 박리가 일어나며, 압력구배의 방향에서 유체가 역류하는 것이다. . (박리: 흐름이 넓어지는 경우 유로의 중앙부로 흐름이 집중하여 역류를 일으키는 현상을 말한다. 기계공학용어사전) 공기가 감속할때 회오리(eddy) 형성은 최대압력상승을 줄임으로써 손실을 야기한다. 그러므로, 최대 허용 베인 디퓨져의 각은 약11degC이다. 이 각도의 증가는 통로벽에서의 경계층 분리때문에 효율의 손실을 발생시킨다. 설계유량과 설계압력비로부터의 어떠한 변화는 효율의 손실을 야기할 수 있..

4.4 속도 삼각형 그림 4.5는 임펠러 입출구에서의 속도 삼각형(velocity diagrams)이다. 그림4.5a는 공기가 축방향으로 임펠러로 들어올때 속도 삼각형을 나타낸다. 이 경우, 입구에서 절대 속도(absolute velocity) C1=Ca1. 그림4.5b는 공기가 IGV(Inlet guide vane)을 통과하면서 들어올 때 임펠러 입구에서의 속도 삼각형이다. 속도성분 C1과 Ca1에 의한 각도 는 예선회각이라고 알려져있다. 절대속도 C1은 예선회성분 Cw1을 가진다. 이상적인 경우 공기는 90도의 각도로 (i.e 반경방향으로) 임펠러 끝 (tip)으로부터 흐르며 이는 Cw2=U2이다. 즉, 예선회성분은 임펠러 팁속도와 정확하게 동일하다. 그림 4.5c는 이상적인 속도 삼각형이다. 하지만..

4.1 소개이 장은 압축성 유체를 다루는데 쓰이는 터보기계(Turbomachines)에 관해 다룰 것이다. 여기에는 세가지 형태의 터보기계가 있으며, 이는 팬, 블로워 그리고 압축기이다. 팬은 유체의 흐름에서 정압력(stagnation pressure)의 작은 압력 상승을 발생시킨다. 팬은 하우징이라는 정지한 것에 의해 둘러쌓인 회전하는 휠(wheel인)인 임펠러로 구성된다. 에너지는 파워를 전달하는 휠에 의해 공기로 전달이 되며, 공기 흐름이 발생하면, 압력차이가 발생한다. 팬으로 들어간 공기는 유도 통풍(induced draft)이라고 불리는 반면, 팬으로부터 나온 공기는 강제 통풍(forced draft)이라 불리운다. 블로워에서 공기는 연속 스테이지에 의해 압축이 되며 종종 출구 근처에 디퓨져를 ..

1.23 폴리트로픽 효율 (Polytropic or small-stage efficiency) 위에서 언급된 단열효율(Isentropic efficiency, adiabatic efficiency)이 다단 압축과 팽장을 위해 사용된다고 하면, 오해의 소지가 있을 수 있다. 유체기계는 많은 단(stage)으로 구성할 수 있다. 각 단이 같은 효율을 갖는다 해도, 전체 유체 기계의 단열효율은 단별 효율과는 다르며, 이 차이는 유체 기계의 압축비에 의존한다. 압축기의 단열효율은 감소하는 경향이 있다. 터빈의 단열 효율은 설계된 기계의 압축비가 증가한다면, 증가하는 경향이 있다. 이는 다음의 논의에서 더 확실하게 할 수 있다. 그림(1.12)에서 각 단이 효율 를 갖는 다단 축류 압축기를 고려해보자. 전체 온도..

1.14 압축성 유체 기계 (Compressible flow machines) 압축성 유체는 가스터빈, 원심 혹은 축류 압축기에서 작용한다. 이런 형태의 유체(가스)의 압축성을 포함하기 위해서, 수력 기계의 경우에 이미 다뤘던 것 외에, 몇몇 변수들이 추가되어야 하며 정의되어야 한다. 압축성 유체 기계에서 중요한 파라미터는 압력과 온도이다. (그림1.8)은 압축과 팽창 과정을 보여주는 T-s선도이다. s는 등엔트로피 압축과 팽창과정이며, 아래에 기입한 0은 경계조건 혹은 전체조건이다.(stagnation or total condition) 1, 2는 가스의 입출구 상태를 나타낸다. 출구압 P02는 다음과 같이 표현한다. 압축비 P02/P01은 헤드 H로 쓸 수 있는 반면, 유량 m(kg/s)은 Q로 대체..

1.8 모델 시험(Model testing)매우 큰 수력기계는 실제 크기로 제작 전, 모형으로 테스트한다. 모형의 결과를 바탕으로, 실제 크기의 결과가 예측 가능하다. 그러므로 Fig1.7의 커브가 비슷한 모델에 완벽하게 테스트된다면, 실제 기계에도 똑같이 적용 가능하다. - 모델과 원형은 기하학적으로 비슷해야 한다.- 운동학적 상사성은 모델의 한 점에서의 속도와 원형에서의 대응점에서의 속도의 비는 위치에 관계없이 항상 일정한 값을 가져야 한다.- 역학적 상사성은 모델의 한 점에 작용하는 힘과 원형에서의 그 대응점에 힘의 비는 위치에 관계없이 항상 일정한 값을 가져야 한다. 1.9 기하학 상사성 (Geometry similarity)모델과 원형에 존재하는 기하학적 상사성에 대해서, 모두 형상은 동일하나 ..

Ch1. Introduction: Dimensional Analysis - Basic Thermodynamics and Fluid Mechanics 1.5 버킹엄 파이 이론 (The Buckingham Theorem)1915년에 버킹엄은 알려지지 않은 변수를 연계하기 위해 필요한 독립적인 무차원의 변수의 수가 n-m이라고 증명했다.(n은 변수 수이며, m은 독립변수, 따라서 무차원 수는 n-m)n은 포함된 변수의 수 그리고 m은 변수에 포함된 무차원화된 갯수이다. 예를 들어, 원형구를 지나는 유체의 항력 F는 속도(v), 밀도(), 점성() 그리고 직경(D)의 함수이다. 우리는 다섯개의 변수 (F, v, ,,D)와 3개의 기본 차원(L, F, T)를 포함한다. 따라서 5-3=2개의 기본 변수를 찾을 수 ..

Ch1. Introduction: Dimensional Analysis - Basic Thermodynamics and Fluid Mechanisc 1.1 유체기계 소개 (Introduction to turbomachinery)유체기계는 동역학적 활동으로 흐르는 유체와 회전하는 기기 사이에 열전달이 일어나는 장치이다. 기계적인 열전달은 보통 정상흐름상태에서 유체기기 내외부에서 일어난다. 유체기계는 터빈과 같이 파워를 생산하거나 원심 펌프, 압축기 같이 헤드나 압력을 생산하는 모든 종류의 기기를 포함한다. 유체기기는 유체의 흐름에 따라 에너지를 주거나 받는다. 하지만 positive displacement machine(용적식 기계)에게는 간간히 일어난다. 1.2 유체기계의 종류 (Tupe of turbo..

Turbomachinery Design and Theory by Rama S. R. Gorla, Aijaz A. Khan 챕터별 구성은 아래와 같다. 챕터는 총 8장까지 있지만, 이 블로그에서는 원심압축기에 대해서만 다뤄보려고 한다. 다룬다는 의미가 체계적으로 설명한다기 보다는, 교재를 보면서 내가 공부하는 것을 정리해서 올려놓는 정도의 수준이 될 것이다. 1. Introduction: Dimensional Analysus - Basic Thermodynamics and Fluid Mechanics유체기계의 소개 및 종류, 그리고 열역학의 기본 법칙들을 살펴본다. 4. Centrifugal Compressors and Fans원심압축기의 소개와 임펠러 Blade가 성능에 비치는 영향, 속도삼각형, Sli..