스캘럽된 구심터빈의 뒷면 간극이 터빈성능에 미치는 영향

Abstract

구심터빈 로터에서 스캘럽은 로터의 응답성과 축추력의 감소에 좋은 영향을 미친다. 하지만 스캘럽으로 인한 효율의 감소를 동반할 수 있으며, 스캘럽된 로터에서는 뒷면의 간극에 따라 효율이 감소하게 된다. 그러므로 뒷면에서의 간극은 조립공차를 고려하여 최소한으로 설정할 필요가 있다. 하지만 뒷면의 간극은 작동조건에 따라 변경되므로 간극에 따른 터빈효율의 변화를 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 뒷면의 간극을 변경하였을 경우에 터빈의 성능에 대하여 수치해석적인 연구를 수행하였다. 아울러 뒷면 간극에 따른 축추력의 변화를 연구하였다. 결론적으로 뒷면 간극이 10% 증가하는 경우에 터빈효율은 상대적으로 2% 감소하는 결과를 얻었다. 축추력을 최소화 할 수 있는 뒷면 간극은 회전속도와 관련이 있을지라도 최적의 간극 폭이 있으며, 뒷간극의 넓은 경우에 축추력은 증가하였다.