날개의 스윕과 레이크각의 변화에 따른 튜브 축류홴의 설계 운전점에서 하류 난류 유동장 특성 비교 (Comparison of Downstream Turbulent Flow Field Characteristics at the Design Operating Point of a Tube Axial Fan according to Changes in Blade Sweep and Rake Angle)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 28권 / 3호 / 53 ~ 62페이지
· 저자명 : 김장권

초록

이번 연구는 3차원 튜브 축류홴을 스윕과 레이크 각도를 4가지로 변화시켜 그 유동을 비압축성상태에서 대규모 와 모사로 해석하였다. 그 결과 설계 운전점에서 나타난 하류 난류유동장의 분포 특성은 다음과 같다. 스윕과 레이크 각도가 20°인 튜브 축류홴이 정압과 정압 효율 및 전압 효율의 성능에서 가장 우수하다. 또 스윕과 레이크 각도가 증가하면, 튜브 축류홴의 내부 유동장에 존재하는 역유동과 재순환유동의 영역은 더 작아지며, 유동을 축방향으로 더 유도한다. 또한 외부 유동장과 내부 유동장에서 존재하는 2차 유동인 회전 속도의 크기 차이는 현저히 줄어들며, 튜브 축류홴의 내부 영역으로 위치가 옮겨진 난류운동에너지의 피크값은 점차 줄어든다.

영어초록

In this study, the sweep and rake angles of a three-dimensional tube axial fan were changed to four ways and the flow was analyzed using large eddy simulation in an incompressible state. As a result, the distribution characteristics of the downstream turbulent flow field at the design operating point are as follows. A tube axial fan with a sweep and rake angle of 20° has the best performance in terms of static pressure, static pressure efficiency and total pressure efficiency. Additionally, as the sweep and rake angles increase, the area of reverse flow and recirculation flow existing in the internal flow field of the tube axial fan becomes smaller, leading the flow further in the axial direction. In addition, as the sweep and rake angles increase, the size difference in rotational speed, which is a secondary flow that exists in the external flow field as well as the internal flow field, is significantly reduced, and the peak value of the turbulent kinetic energy relocated to the inner area of the tube axial fan gradually decreases.

참고자료

· 없음