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흰과 윗벽이 있는 평판에서 혼합대류 열전달에 관한 연구
손상석,이송규,임장순 한국태양에너지학회 1985 한국태양에너지학회 논문집 Vol.5 No.1
An analysis is made of the fully developed laminar flow and heat transfer in a finned plate with the shroud to investigate the influence of the buoyancy force and the fin conductance. The shroud is considered is adiabatic, while the base surface and the fins transfer at a uniform rate per unit axial length to the fluid flowing through the fin array. The governing equations for velocity and temperature are solved by a finite difference method which used SIMPLE (Semi-Implicit Method Pressure Linked Equations) algorithm. In the fin, the equation of heat balance is solved numerically as a one-dimensional model of the thin-fin assumption. Results are presented for a wide range of the Grashof number and for various values of the fin conductance and the tip clearance between the fins and the shroud.
외부로 휜이 있는 수직이중관내의 조합대류 유동에 관한 수치적 연구
손상석,이채문,임장순,Sohn, Sang-Suk,Lee, Chae-Moon,Yim, Jang-Soon 대한설비공학회 1985 설비저널 Vol.14 No.2
The motion of a fluid in the closed annular cavity formed by two concentric vertical cylinders with externally finned tube has been analysed by a numerical solutions of the equation of momentum and energy. For the calculation procedure, the fluid is assumed to have constant thermo-dynamic and transporties except for the density, which is temperature-dependent in the buoyancy term of the vertical momentum equation (Boussinesq approximation). The govern ins equations for velocity and temperature are solved by a finite difference technique which incoorporates a scheme for treating the coupled variables. Results are presented for a range of the Rayleigh number and for various values of the fin height and the number of fins.
공기흐름 변경으로 임펠러의 수명연장과 전력비 절감을 위한 송풍기 개발을 위한 실험적 연구
김일겸,박우철,손상석,김용남 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.11
In this study, the prototype of a blower was designed and made to develop a long-life blower with a volume flow rate of 10,000 m3/min with a required total pressure efficiency of 83% or more. Five experimental impellers with various lengths of dust deflectors were manufactured and used for the erosion experiments. The erosion test was conducted by operating for 160 hours in a self-produced closed loop-type erosion test apparatus. A prototype of a model blower was designed, fabricated, and tested. The results revealed a total pressure, air volume flow rate, and efficiency of 690.6 mmAq, 16,243.6 m3/min, and 83.6%, respectively, as the result of conversion to a blower based on the measured value of the blower model. The prototype was designed and fabricated as the experimental erosion equipment of the blower. A blower with a dust deflector was developed by performing the erosion experiments under harsh conditions. The blower showed an improved effect of more than 190% based on the wear thickness of the impeller compared to a conventional blower without a dust deflector. 본 연구는 요구되는 전압효율이 83% 이상인 풍량 10,000 m3/min급의 장수명 송풍기를 개발하기 위하여 송풍기를 설계·제작하여 송풍기 성능시험과 침식 실험을 통하여 개발품에 대한 성능을 확인하였다. Dust deflector의 영향을 살펴보기 위하여 각기 다른 길이의 Dust deflector를 갖는 5가지의 실험용 임펠러를 제작하여 침식 실험을 수행하였다. 가혹한 조건으로 실험을 수행하기 위하여 침식을 유발하는 분진 대체재로 1kg의 스틸 쇼트 볼(Φ0.2 mm)을 사용하였다. 자체 제작한 폐루프 타입의 침식 실험 장치에서 160시간 동안 연속으로 가동 운전하여 실험하였다. Dust deflector에 의한 침식성능을 평가하기 위하여 마모두께를 측정하였다. 3차원 스캐너로 침식 실험 전 형상과 침식 실험 후 형상을 스캐닝하여 마모두께를 측정하였다. 모델 송풍기를 설계·제작하여 송풍기 성능을 시험한 결과, 모델 송풍기 측정값을 기준으로 개발 송풍기로의 환산 결과 전압 690.6 mmAq, 풍량 16,243.6 m3/min, 효율 83.6 %로 나타났다. 송풍기의 침식 실험 장치를 설계·제작하여 가혹한 조건으로 침식 실험을 수행하여 dust deflector가 부착된 송풍기인 개발 송풍기가 dust deflector가 없는 기존 송풍기에 비하여 임펠러 마모두께를 기준으로 190 % 이상의 개선 효과가 있는 것으로 나타났다.
폐수처리용 기계적 증기 재압축 터보 송풍기 개발에 관한 연구
김일겸,박우철,손상석,김용남 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.1
본 연구는 폐수처리용 MVR 터보 송풍기를 개발하기 위하여 CFD 해석을 수행하여 성능을 검토하였으며, 이를 실험 결과와 비교하였다. 유동에 대한 송풍기의 구조적 안정성에 대하여 검토하기 위하여 FSI 해석을 수행하였으며, 모드 해석을 수행하여 송풍기의 운전조건에 대한 동적 안정성을 검토하였다. 유동해석을 수행하여 개발하고자 하는 터보 송풍기의 운전조건에 적합한 임펠러의 blade 수는 Main blade가 16개이고, Splitter blade는 Main blade 중간에 1개인 것으로 나타났다. 효율은 해석값이 87.3%로 나타났으며, 실험값은 87.7%로 나타나, 실험값 기준으로 약 0.5 % 정도 작게 예측되었다. 유동-구조연성 해석 결과는 안전계수가 케이스는 약 2.1 이상이고 임펠러는 15 이상으로 나타났으며, 최대변위가 케이스는 약 1.05 mm이고 임펠러는 0.02mm로 나타나 구조적으로 안전한 것으로 판단된다. 모드 해석에 의하면 케이스와 임펠러의 1차 모드의 고유진동수는 각각 70.30 Hz와 142.67 Hz이다. 터보 송풍기 회전에 의한 가진 주파수는 53.63 Hz이므로 고유 진동수가 가진 주파수에 비하여 크게 나타나고 있어, 공진 현상에 대하여 안정적인 것으로 판단된다.
화력발전소 유인송풍기의 Dual Fan 개발에 관한 연구
김일겸(Il-Gyoum Kim),박우철(Woo-Cheul Park),손상석(Sang-Suk Sohn),김용남(Young-Nam Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.12
본 연구에서는 화력발전소 유인 송풍기의 운전 비용을 절감하기 위하여 최대보증출력(MGR) 운전 조건에서 효율이 84% 이상인 MGR 송풍기를 개발하고, MGR fan과 ADD fan을 갖는 유인 송풍기 시스템의 연합 운전에 대하여 수치해석을 수행하였다. 요구되는 MGR 송풍기의 성능은 풍량 3,822 ㎥/min, 전압 683 mmAq, 회전수 1170 rpm, 사용온도 134 ℃에서 효율 84 % 이상이다. MGR 송풍기의 성능에 대하여 수치해석을 수행하고, 이를 바탕으로 모델 팬을 설계·제작하여 성능을 평가하였다. 요구되는 성능을 만족하는 풍량 3,824.7 ㎥/min, 전압 686.2 mmAq, 효율 84.8%인 MGR 송풍기를 개발하였다. 개발된 MGR 송풍기와 ADD 송풍기를 갖는 Dual fan 유인 송풍기 시스템의 연합 운전에 대한 적합한 운전 방식을 예측하기 위하여 직렬, 병렬, 직병렬 등 각각의 연합운전에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석을 수행한 결과, 요구되는 송풍기 최대 운전점인 회전수 1170 rpm에서 풍량 5,096 ㎥/min, 전압 933 mmAq의 성능을 만족하기 위해서는 MGR 송풍기와 ADD 송풍기를 직렬 연합운전이 적합한 것으로 나타났다. In this study, to reduce the operating cost of the Induced Draft (ID) fan of a thermal power plant, a Maximum Guaranteed Rating (MGR) blower with an efficiency of 84% or more was developed under the MGR operation condition. A numerical analysis was performed on the MGR blower, and based on this, a model fan was designed and manufactured to evaluate its performance. As a result, an MGR blower with an air volume of 3,824.7 ㎥/min, a total pressure of 686.2 mmAq, and an efficiency of 84.8% was developed, satisfying the required performance. To predict the operational method suitable for the combined operation of the Dual fan ID blower system with the developed MGR blower and ADD blower, a numerical analysis was performed on the combination methods of series, parallel, and series-parallel. As a result, a series connection of an MGR blower and an ADD blower was found suitable for the combined operation.