[유체역학, 유체공학, 유체기계] 유체기계 핵심정리 노트

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목차

1. 축류펌프

2. 축류펌프에서 오일러 수두식

3. 날개 이론의 이론 수두

4. 축류펌프의 공동현상

5. 왕복펌프

6. 왕복 펌프의 캐비테이션

7. 왕복펌프의 밸브

8. 왕복 펌프의 효율

9. 수격펌프의 원리와 구조

10. 특수 펌프의 분류

11. 회전 펌프

12. 원심펌프의 상사법칙

13. 원심펌프의 상사법칙에서 비교회전도

14. 원심펌프의 Caviatation

15. 펌프의 사고와 원인

16. 펌프의 운전

17. 경제적 운전

18. 물의 작용 방식에 따른 수차의 분류

19. 수차의 비교회전도

20. Draft tube. 관계식 이용 작용, 역할설명 (프란시스)

21. 축류 수차의 분류와 특징

22. 공동현상

23. 조정기와 그의 설치 목적

24. Pelton , Francis, Kaplan 수차의 비교

본문내용

도록 주의
17. 경제적 운전
. 최고 효율점에서 운전할 때 가장 경제적이다. 만약 계획시 실양정, 관로저항 등에 과도한 여유를 두면 송출변을 잠궈야 최고 효율점에 도달한다. 이때는 축효율이 저하된다.
. 송출밸브는 전개하고 운전 . 오랫동안 사용한 펌프는 성능검사
. 배관 중 필요없는 손실이 발생치 않도록 한다. . 펌프, 배관 등의 일부 개조로
18. 물의 작용 방식에 따른 수차의 분류
1) 중력수차 : 물의 위치에너지를 이용 수차를 돌림
2) 충격수차 : 물의 압력 E 를 속도 E 로 전환시켜 충격으로 수차를 회전시킴 (고낙차, 저유량)
. 접선 수차 - pelton
. 복류 수차 - 지랄수차, 방기수차
. 축류 축류 - 지랄수차
3) 반동수차 : 물이 회전차를 지날때 압력 E 와 속도 E 를 이용하는 것. (저낙차, 대유량)
. 복류수차 - 외향류형, 내향류형
. 혼류수차 - 프란시스 수차
. 축류수차 - Kaplan 수차, 프로펠러 수차.
19. 수차의 비교회전도
N sub ST
. 수차의 모양과 운전상태가 상사할 때, 그 크기를 변화시켜 단위낙차로 단위출력을 발생시킬 때 수차가 회전해야할 분당회전수.
.
N sub ST = {N sqrt L} over H^{5/4} ~~~ N:rpm `L:KW,HP `H:m
.
N sub ST : -
1) Runner 의 상사도 표시
2) 설계의 기초 (수차의 형식결정)
3) 단위 (rpm, KW, m)
. 유효낙차 H 와
N sub ST
Pelton turbine : 8<
N sub ST
<30
프란시스 turbine :
N sub ST
= {1300/(H+20)}+50
프로펠라 turbine :
N sub ST
= 20000/(H+20)
20. Draft tube. 관계식 이용 작용, 역할설명 (프란시스)
1) draft tube 입출구의 압력, 속도를
p sub 2 , v sub 2, p sub s, v sub s
기준면에서 2, 면까지 높이를
z sub 2, z sub s
흡출관 수두 손실을
h sub s
라고 하면 베르누이 방정식은
v sub 2 ^2 over 2g + Z sub 2 + P sub 2 over gamma = v sub s ^2 over 2g + Z sub s + p sub s over gamma + h sub s
여기서
p sub s = p sub a , H sub s = Z sub 2 - Z sub s
p sub 2 over gamma = p sub a over gamma - H sub s - ( v sub 2 ^2 over 2g - v sub s ^2 over 2g ) + h sub s
2)
h sub s
는 우변각항에 비해서 작으므로
p sub 2 over gamma < p sub a over gamma
, 즉 흡출관 입구 압력이 대기압보다 낮아져, 회전차 출구의 물을 더욱 빨아들이게 되어 폐기되는 물의 E 를 최대한 회수 가능
3) 흡출관 길이가 길면 유출관 입구 압력 더욱 낮출수 있으나 공동현상의 우려 떠문에 제한한다.
H sub s <7m
4) 흡출관 효율
eta sub s = 1 - h sub st over { v ^2 over 2g }
21. 축류 수차의 분류와 특징
1) 분류 +- shaft 에 따라 +- 1. 입축
| +- 2. 횡축
|
+- casing 의 종류 +- 1. spiral casing
| +- 2. 노즐형
|
+- 날개각도 +- 1. 가동익 (kaplan수차)
+- 2. 고정익 (프로펠라)
2) 특징 1.
eta
가 좋다.
2. 구조가 간단하고 건설비가 싸다.
3. 침수방지 기술 필요
4. 저낙차용, 안내익 개폐기구가 복잡하다.(H=20-40m 80이하, 반동수차, 터보기계)
22. 공동현상
1) 발생조건
. 수차내를 고속으로 흐르는 물 날개 표면에서 이탈하여 와류를 발생하거나 흐름이 급히 구부러질 때 국부적 저압 발생. 이때 절대압력이 수증기압보다 낮아지면 발생하다.
2) 피해.
1 진동현상 → 장기지속시엔 피로에 의한 재료파괴
. 진폭크고 진동수 작은 것(1-5cycle/sec) : 송출관내 국부적 과부하에 의해 발생.
. 진폭작고 진동수 큰것 (50-70cycle/sec) : 주로 회전차 부근에서 발생하며 주로 수격작용 동반
충격압력 크기
Delta P = rho sub w C sub w W ``/1 + {rho sub w C sub w} over {rho sub m C sub m }
(by ackeret)
2 부식 & 침식
. 회전차 내의 재료의 부식과 침식은 공동 현상에 많은 영향 주지만 회전차 재질, 가공법 및 발전소의 수질 등에 좌우됨.
3 효율저하
. 대체로 1년에 1-2% 정도 내려가나 이 값은 발생 빈도에 따라 가속적으로 증가한다.
3) 방지 → 설계 및 건설상 이유로 모든 조건 만족 불가
1 효율을 희생하고 thoma 계수를 낮춘다.
2 날개모양에 있어서 곡률및 날개길이 크게 한다.
3 흡출관내의 공동현상시 공기를 거꾸로 송입, 진공도를 낮춘다.
23. 조정기와 그의 설치 목적
1) 조정기 : 부하가 증가하면 유수량 증가시키고, 감소하면 유수량 감소시켜 회전수를 일정하게 하는 장치
2) 목적 : 발전기의 주파수를 일정하게 유지해야하기 때문에 수차의 회전수를 일정하게 유지하게 함에 목적이 있다.
3) 수차의 유수량 조정 장치
Pelton : needle v/v,
프란시스, 프로펠라 : 안내익 각도 변화
24. Pelton , Francis, Kaplan 수차의 비교
항 목
펠턴수차
프란시스수차
Kalpan 수차
流水중 사토가 많다.
부품교환용이
부품교환비가 많이 든다.
수질이 산성
보수가 용이
보수가 어렵다.
교통이 불편
분해운반용이
분해 운반이 어렵다.
부하변동 大
효율의저하少
효울저하 大
효율저하 少
홍수수위 大
평시에 손실낙차가 大
영향이 적다.
N sub ST
大, N이高
불리하다.
유리하다.
낙차변동 大
효율이 저하
효율 좀저하
비교적 영향 少
설치 위치
설치공사가 크지 않다.
설치공사 좀크다.
설치공사 양이크다.
건설비
적다.
좀 크다.
크다.
내구성
좋다.
주의를 요함
특히 주의 요함

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