[실험과목 올A+인증] 기계공학실험3 - 터빈성능실험

소개

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목차

1. 서론
1.1 실험목적 및 개요
1.2 수력터빈의 원리
1.2.1 충동 터빈(Impulse turbine)
1.2.1 반동 터빈(Reaction turbine)

2. 본론
2.1 터빈 장치의 구성
2.2 실험이론
2.2.1 Notation
2.2.2 Useful Equation
2.3 실험장치 및 실험 방법

3. 결 론
3.1 실험결과 Data

4. 고찰
4.1 Left balance 3.5N일 때 계산식
4.2 터빈 유량에 따른 동력 그래프
4.2.1 Hydraulic Power
4.2.2 Mechanical Power
4.3 터빈 유량에 따른 효율 그래프
4.4 유량 효율 그래프에 대한 설명
4.5 캐비테이션 현상
4.5.1 현상 설명
4.5.2 캐비테이션을 줄이기 위한 방법
4.6 캐비테이션 현상이 터빈의 효율에 미치는 영향
4.7 토의

5. 참고문헌

본문내용

1. 서 론
1.1 실험목적 및 개요
발전소에서 사용하는 터빈은 에너지를 갖고 있는 유체가 터빈의 깃에 부딪혀서 터빈을 돌린다. 이 때 유체가 가지고 있는 에너지에 대한 터빈이란 동력을 생산해 내는 장치로서 전반적인 구조와 작동원리는 펌프와 반대가 된다. 본 실험에서는 터빈(Turbine)에 효율과 일정 낙차로 물을 공급하면서 수량이 변할 때의 수차의 성능 변화를 시험하고 그 성능을 검토하고 시험법을 습득하는 것이 이 실험의 목적이다.

1.2 수력터빈의 원리
물이 가지고 있는 에너지를 러너의 작용으로 기계 에너지로 변환하는 기계를 수력원동기(Turbine)라 한다. 이는 위치에너지를 가진 물이 수차에 유입할 때에는 속도 에너지 또는 압력 에너지로 변환되고, 수차는 이 에너지를 받아 동력(축의 torque)을 발생하게 된다, 이 발생된 동력, 즉 기계 에너지는 그대로 이용되는 경우는 없고 발전기와 직결되어 다시 전기에너지로 변환되어 이용된다. 이와 같은 시설을 수력 발전소라 한다. 터빈은 일반적으로 충동 터빈(Impulse turbine)과 반동 터빈(Reaction turbine)의 두 가지로 분류한다.

1.2.1 충동 터빈(Impulse turbine) 충동 터빈은 하나 또는 여러 개의 고속 자유제트에 의하여 구동된다. 이 각각의 제트는 터빈 휠 외부에 있는 노즐 내에서 가속된다. 마찰과 중력이 무시된다면, 유체가 터빈 버킷을 지나갈 때 유체의 압력이나 러너에 대한 속도는 변화하지 않는다. 따라서 충동 터빈에서는 유체가속과 수반되는 압력강하는 깃 외부에 있는 노즐 속에서 일어나며, 유체가 꽉 찬 상태로 러너를 흐르지 않는다.

1.2.1 반동 터빈(Reaction turbine) 반동터빈에서 압력변화의 일부는 외부에서 일어나고, 일부는 가동깃 내에서 일어난다. 유체가 노즐이나 안내깃(Guide vane) 또는 위키트 게이드(Wicket gate)라고하는 고정깃을 지나갈 때, 외부적인 가속이 발생하고, 유동은 적절한 방향을 러너로 유입되기 위해 방향이 변한다.

참고자료

· 김명진, 진현배, 손창호, 정의준 2013, “원심펌프의 캐비테이션에 대한 수치해석”, 한국유체 기계학회 논문집, 제16권 제2호, pp. 27~34
· 김승준, 서준원, 최영석, 박준관, 2018, “양수발전용 펌프터빈의 터빈 모드 내 와류 캐비테이션 특성 분석”, 2018 한국유체기계학회, 동계학술대회 논문집, pp. 167~168
· 남상현, 김정민, 김유택, 최영도, 이영호, 2008, “수평축 조류발전의 수위변화에 따른 캐비테이션 특성”, 대한기계학회, 2008년도 춘계학술대회 논문집, pp. 387~390
· 박경령, 이영길, 2010 “캐비테이션 감소를 위한 혼타의 형상연구”, 대한조선학회논문집, 제 47권 제 4호, pp. 553~564