일반기술

고효율 원심 및 사류펌프 개발

고효율 원심펌프의 기본설계와 상세설계 과정에서 효율에 영향을 주는 Data를 정리한 후 회전차 깃의 설계 및 성능예측을 위한 프로그램과 내부유동해석용 프로그램을 개발하였다. 그리고, 저진동 설계를 위해 펌프내부 시일과 회전차에서 발생하는 불안정화 유체력을 해석하고 베어링의 유막특성을 포함한 진동해석 지원용으로 펌프요소의 특성평가 프로그램을 개발하는데 역점을 두었다. 원심펌프의 사양이 주어질 때, 회전수, 회전차의 형상과 크기등 기본요소에 대한 설계과정을 체계화하였으며, 실제 산업체에서 개발담당 기술자가 소형 퍼스컴으로 작업 가능하도록 전산프로그램을 개발하였다. 개발과정에서 PERFIG을 분석하여 회전차 입사각이 Blade Loading 손실에 미치는 영향을 파악할 수 있었다. 회전차 형상을 최적화하고 내부유동해석을 보다 정확히 이해할 수 있도록 준3차원 유동해석용과 3차원 점성유동해석용 프로그램을 개발하였다. 2차원 깃 전개방법에 의해 만들어진 깃은 입구에서 Hub와 Shroud에서의 깃각과 유동각을 맞출수가 없으므로 준3차원 유동해석을 통해 3차원 깃형상으로 새로 설계된 회전차는 3차원 점성계산을 통해 유동형태가 확인되고 설계 타당성이 검증될 수 있었다. 개발된 프로그램 검증을 위해서 저효율 기종을 선정, 회전차를 신설계한 후 1차 시험을 실시하여 효율에 영향을 주는 주요 인자를 파악할 수 있었으며 1차년도 연구개발목표(효율 5% 향상)에 근접하는 결과를 얻었다.