Sand Casting을 이용한 Cavitation에 강한 프로펠러 제작

소개

주조기법을 이용한 제품 제작 조별과제 최종보고서 입니다.
주조기법, 소재선정 등 프로펠러제작을 위한 설계라고 보시면됩니다.
"Sand Casting을 이용한 Cavitation에 강한 프로펠러 제작"

목차

1. 서론
1.1주제선정배경

2. 합금설계
2.1 프로펠러 합금 설계시 고려사항
2.2 프로펠러 합금의 분류
2.3 프로펠러 재료별 기계적 특성
2.4 합금 선정

3. 모형설계
3.1프로펠러 구조
3.2캐비테이션 억제의 기준
3.3프로펠러 구조 설계

4. 주조설계
4.1 현재 주조방법 - 사형주조
4.2 사형주조의 문제점을 보완한 주조설계
4.3 최종모식도

본문내용

1. 서론
1.1 주제선정이유
캐비테이션 = 프로펠러의 적
캐비테이션이란
유체 속에서 압력이 낮은 곳이 생기면 물 속에 포함되어 있는 기체가 물에서 빠져나와 압력이 낮은 곳에 모이는데, 이로 인해 물이 없는 빈 공간이 생긴 것을 가리킨다. 선박의 프로펠러나 터빈 등의 효율이 떨어지고 침식당하는 원인이 된다.
액체 속을 고속도로 움직이는 프로펠러의 표면은 액압이 저하하는데, 이를 '베르누이의 정리' 라고 한다. 그렇게 되면 압력이 액체의 포화증기압보다 낮아진 범위에 증기가 발생하거나 액체 속에 녹아 있던 기체가 나와서 공동을 이룬다. 이것은 수력터빈이나 선박용 프로펠러를 운전할 때 자주 발생하는 현상으로, 압력면에 발생하는 경우도 있지만, 주로 날개의 등 부분에 발생한다. 발생한 기포는 압력이 높은 부분에 이르면 급격히 부서져 소음이나 진동의 원인이 되며, 터빈이나 프로펠러의 효율을 떨어뜨린다.
또 기포가 사라져 없어질 때 기포의 부피가 급격히 축소됨에 따라 그 부분의 압력이 매우 커지며, 그것이 날개를 침식시키는 원인이 된다. 공동현상에 의한 이러한 침식을 점침식이라고 하며, 자잘한 알갱이에 의한 일반적인 침식과는 구별된다.
----> 프로펠러에 캐비테이션이 발생함으로 인해 효율이 크게 떨어진다.

■ 캐비테이션의 영향
① 캐비테이션의 생성 – 성장 – 붕괴 – 소멸의 과정에서 수증기가 순간적으로 축소하면서 강한 충격력이 추진기 날개면에 가해지고 이는 추진기의 침식을 유발함.
② 주기적인 케비테이션의 발생과 소멸은 선체 표면에 변동 압력을 가하여 선체 진동 및 소음 유발
③ 추진 효율이 급격히 떨어져 추진 성능이 저하
④ 공회전으로 인한 모터의 소손
⑤ Rudder, Shaft, Hull, Strut 등 선미 구조물에 충격
⑥ 수중 방사 소음 유발로 군함에 있어서 소나 피탐율 증가 야기

참고자료

· http://teacher.buet.ac.bd/mmkarim/burril_cavitation_chart.pdf/
· The Effect of Microstructure and Mechanical Property with Cooling Rapid in Boron-Treated Low Carbon Low Alloy Steel
· 원심주조법에 의한 주철-Babbitt metal 복합관 제조에 관한 연구 (이충도, 강춘식, 1996)
· http://www.custompartnet.com/wu/SandCasting