Turbomachinery Design and Theory - Ch1. Introduction (1.1~1.4)

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 turbomachines)

 2가지 형태의 유체기기가 있다.

 (1) 유체에 의해 일을 하는 혹은 유체에게 일을 가하는 유체기계

 (2) 축류압축기(axial direction), 원심압축기(radial direction)

  Turbine: Machines that produce power by expansion of a continously flowing fluid to a lower pressure or head

  Pumps: Machines that increase the pressure or head of flowing fluid

  Fans: Machines that impart only a small pressure-rise to a continuously flowing gas; usually the gas may be considered to be incompressible.

  Compressor: Machines that impart kinetic energy to a gas by compressing it and then allowing it to rapidly expand.

  동역학 압축기에서, 임펠러를 통해 유체에 운동에너지가 전달되며, 이 운동에너지는 디퓨져를 통해 압력에너지로 변환된다.

축류압축기

임펠러

1.3 차원해석 (Dimensional analysis)

유체기계의 성능 특성을 위해서는 고려해야할 많은 변수가 있다. 차원해석은 다룰 수 있는 변수의 양을 줄여준다. 보통 유체기계의 관심사는 파워, 효율 그리고 헤드이다.  

차원해석은 중요한 2가지의 목적이 있다.

(1) 시험으로 얻을 수 있는 원형 모델의 성능 예측은 스케일 모델로 할 수 있다. (상사성)

(2) 최대 효율, 헤드의 범위, 스피드, 유량을 기초로 한 가장 적합한 기계의 결정

1.4 단위와 방정식 (Dimensions and equations) 

SI 혹은 English system