유한요소해석을 이용한 축류팬 운전속도별 구조특성에 대한 연구 (A Study on Structural Characteristics of Axial Fans Operating Speed Using Finite Element Analysis)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 22권 / 2호 / 593 ~ 601페이지
· 저자명 : 국정근, 조병관

초록

축류팬은 여러 산업분야에서 사용되며, 환기 및 제연을 목적으로 사용하는 송풍기의 핵심 요소이다. 유체 운동을 이용하는 축류팬의 연구는 공력성능에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. 본 연구 대상은 100마력의 송풍기에 사용되는 축류팬이며, 직경 1800 mm의 대형 송풍기이다. 송풍기의 축류팬은 블레이드, 허브, 허브 캡, 보스로 구성되어 있으며, 블레이드와 허브는 중요한 구성부품이다. 공력성능에 많은 영향을 미치는 블레이드에 대한 설계는 공력성능 예측 프로그램을 이용해 3차원 점 데이터를 추출하여 이를 3D 모델링 형상을 생성하게 된다. 중요 구성부품이 절삭가공을 이용해 가공하게 되면 제품의 수정이 용이하다. 하지만, 블레이드와 허브는 다이캐스팅이나 중력주조를 통해 제작하는 환경으로 인해 금형 제작 전에 구조안전에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 축류팬 정격운전속도와 그 이상의 운전속도에서 주요 구성부품에 대한 구조안전성에 대한 특성과 취약부위에 대한 해석결과는 최대응력과 안전계수를 통해 검증하고 설계시 반영된 여유간극은 블레이드의 회전과 다른 부품과의 간섭 여부를 확인하기 위해 변위 결과를 도출하여 축류팬의 구조안전성에 대해 검증하고자 한다.

영어초록

The axial fan is an element of a blower used for ventilation in various industrial fields. Many studies on aerodynamic performance have been conducted to assess axial fans using fluid dynamics. The subject was a large axial fan size, 1800 mm in diameter with 100 horsepower. The blower's axial fan consisted of blades, hubs, hub caps, and bosses are important components. The blade design has a great influence on the aerodynamic performance. 3D point data is extracted using an aerodynamic performance prediction program, and a 3D modeling shape is generated. The blades and hubs, which are important components, can be easily modified if processed by cutting owing to the environment in which blades and hubs are manufactured through die casting or gravity casting. In this study, the structural safety of components and the analysis results of weak areas at the rated operating speed of the axial fan were verified using the maximum stress and safety factor. The tip clearance reflected in the design was the rotation of the blade. To check whether there is interference with other components, the displacement result was derived to verify the structural safety of the axial fan.

참고자료

· 없음