케이싱 형상이 쉬라우드형 터빈의 공력성능에 미치는 효과

Abstract

본 연구의 목적은 케이싱 형상이 쉬라우드형 터빈 성능에 어떤 영향을 미치는지를 조사 하는 것이다. 케이싱 형상이 미치는 영향을 파악하게 위해 케이싱 형상의 변경을 한 케이스와 기존 형상 케이스에 대해 비교를 진행하였다. 케이싱 형산 변경을 통해 쉬라우드와 케이싱 사 이의 공간에 해당하는 캐비티 공간의 변화를 주었다. 첫번째 형상은 인서트를 삽입하여 출구 캐비티 공간을 경사지게 만든 케이스이고 두번째 형상은 인서트를 삽입하여 계단 형태의 입 구 캐비티 형상을 만든 케이스이다. 첫 번째 경우에는 스테이지 효율이 기준 형상에 비해 1.6% 증가하고 캐비티로 누설되는 질량 유량이 2.7% 감소하였다. 계단 형태의 입구 캐비티를 만든 두 번째의 경우, 효율은 0.7% 증가하고 캐비티 유량은 2.7% 감소하였다. 두 경우 모두 누출 질 량 유량을 줄임으로써 효율이 향상 되었다. 두 경우 모두 캐비티 누설 질량 유량을 줄임으로써 효율이 향상하였고 해당 논문에서는 상세한 유동구조 분석을 통해 캐비티 누설 유량이 감소 한 원인과 효율 향상의 원인에 대해 설명하였다.

This study aims to examine how the casing geometry affects turbine performance. In addition to the baseline geometry, two additional geometries are examined. In the first case with a slanted edge in the outlet cavity, the stage efficiency increases by 1.6%, and the mass fraction of the cavity flow decrease by 2.7% relative to the baseline geometry. In the second case with a rectangular corner in the inlet cavity, the efficiency increases by 1.0%, and the mass fraction of cavity flow decreases by 2.7%. Both cases achieve improvements in efficiency by reducing leakage mass flow rate. In both cases, efficiency was improved by reducing the cavity leakage mass flow rate, and in this paper, the cause of the decrease in the cavity leakage flow rate and the cause of the efficiency improvement is explained through detailed flow structure analysis.