유체기계

소개글

유체기계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 설계의 목표
2. 개략도
3. 설계방법
4. 실제 모델링
5. 팀원의 역할
6. 과제 수행 일정
7. 후기

본문내용

원 심 펌 프 설 계
설계 보고서
과목 : 유체기계
지도교수 :
조원
원심펌프 설계 보고서
1. 설계의 목표
지하수를 관을 통해 수조탱크로 보내기 위해 설계하게 되었습니다. 이 과정에서 물을 끌어올리기 위해 원심펌프를 설계하였습니다.
여기서 낙차, 유속, 유량을 임의로 설정했으며 그에 따라 관의 직경이 구해지게 됩니다. 이것을 바탕으로 전양정을 구하고 펌프의 설계변수를 구했습니다. 설계변수는 교수님이 말하신대로 인터넷과 설계책을 보고 실험식을 이용해서 구했습니다.
2. 개략도
3. 설계방법
3-1. 펌프의 설계시방 결정
(1) 수송하는 액체 : 물
(2) 액체의 성질 : 상온(0~40C)
(3) 유량 :
(4) 동력원 : 4극 유도전동기로서 펌프와 직결, 전원주파수는 60Hz
(5) 유속 : 2
(6) 낙차 : 20m
(7) 내 외경비 : 0.6
3-2. 펌프의 사용재료의 선정
(1) 파이프 = P V C 파이프
(2) 회전차 = 액체가 물이므로 청동주물로 결정한다.
(3) 케이싱과 흡입커버 = 주철(용도상 충분)
(4) 주축
같은 이유로 기계구조용 탄소강으로 결정한다. 회전차는 BC 2, 케이싱과 흡입커버는 GC 20, 주축은 SM 25C.
3-3. 펌프의 기초설계
(1) 펌프 크기의 결정
① 펌프의 구경 Q=Av 연속 방정식사용.
, ,
(2) 전양정(H) 계산식
① 베르누이 공식 사용
여기서 입구에서 A가 보다 훨씬 큰 경우로 보면 =0 이다.
이므로 값을 구해보면 이다.
압력은 둘다 대기압 상태이므로 이다.
낙차는 이다.
② 원형관에서 마찰손실수두() : 레이놀즈수를 구하면
흐름은 난류이다. 매끄러운 관의 관 마찰계수는 레이놀즈수 사이의
브라시우스(Blasius)식을 이용하면
구해진다. 직관의 전 길이 이다.
직관의 손실수두는
③ 부차적 손실()
a) 입구손실수두 :
입구모양에 따른 값
b) 출구의 손실수두 : 손실계수는 1.0이므로
c) 곡관의 손실수두 : 매끄러운 관의 elbow의 손실계수는 이므로
④ 전손실수두
⑤ 전양정(H)
(3) 펌프 회전수의 결정
(4) 비속도
(5) 펌프
① 펌프 형식
이므로
원심식 펌프 사용
② 펌프 효율
벌류트 펌프 사용
③ 펌프의 축동력
④ 전동기 출력
펌프와 전동기는 직결 그러므로
정격출력 표준표에 따라
사용.
(6) 회전차 설계
우선 설계양수량 이면
① 회전차의 축지름
축지름을 구한다. 전달 토크는,
축지름은 축재료의 허용 비틀림 응력 이면
소형 원심펌프의 규격에 의한 최소 축지름은
표준 축지름규격에 의해
로 한다.
② 회전차의 안지름
그러므로 로 정한다.
③ 회전차의 바깥지름
바깥지름은
④ 회전차 입구각 및 출구각
입구각() =
출구각() =
⑤ 깃 수 결정
비 속 도
100~150
200~350
400~500
600~800
깃의 매수
5~6
6~7
7~8
8~9
표 5에서 에 해당되는 깃 수는 6~7 정도이므로 매로 정한다.
계산식은 이 된다.
⑥ 깃의 두께 표에서 회전차의 바깥지름 200이상, 청동, 일반 사용값의 범위에 의하여 깃 입구의 두께는 깃 출구의 두께는 로 결정한다.
회전차 외경
재 질
제작한도
일반 사용치
200 이하
주 철
2.5
3~5
청 동
2.0
3~4
200 이상
주 철
3.0
4~8
청 동
2.5
4~6
⑦ 깃의 입구폭
깃 입구의 원주피치는
로 정한다.
⑧ 깃의 출구폭
출구의 원주피치는
로 결정한다.
3-4 벌류트 케이싱 설계
(1) 케이싱 내 평균유속()
위 그림을 보고 값을 구하면
이다.
(2) 케이싱 목 최소 단면적
(3) 기초원지름
케이싱의 중앙이 되는 원지름을 구하면
이다.
4. 실제 모델링
4-1 회전차 윗판
4-2 회전차 깃판
4-3 케이싱
4-4 회전차
4-5 완성품
이것이 저희가 직접 설계하고 카티아로 그린 원심펌프입니다.
어셈블리과정을 보여준 그림입니다.
5. 팀원의 역할
담당자 :
세부일정
주 차
8
9
10
11
12
13
14
15
자료 수집
축 설계 및 중간보고서 작성
CATIA 도면 작성
발표 준비
담당자 :
세부일정
주 차
8
9
10
11
12
13
14
15
설계 제안서 작성
원심펌프 회전차 및 축 설계
CATIA 도면 작성
최종 보고서 작성
담당자 :
세부일정
주 차
8
9
10
11
12
13
14
15
설계 제안서 작성
펌프 설계 및 중간 보고서 작성
CATIA 도면 작성
최종 보고서 작성
담당자 :
세부일정
주 차
8
9
10
11
12
13
14
15
자료 수집
원심펌프 회전차 및 축 설계
AUTO CAD 도면 작성
최종 보고서 작성
6. 과제 수행 일정
추진 일정
주 차
8
9
10
11
12
13
14
15
설계 과제 제안서 작성 및 제출
팀원미팅 및 수행일정 계획표 작성
설계조건 임의로 설정 및 계산식 모음
계산 값 확인 및 도면 작성
최종 보고서 작성
□ 연구 미팅 주 3회 (월, 화, 금) 로 하며 수시로 인터넷을 이용한 커뮤니케이션 활동.
□ 연구 미팅 2~3시간.
□ 연구 미팅 장소는 학교 컴퓨터실 및 빈 강의실 이용.
7. 후기
처음에는 막연하게 힘든 설계로만 생각했습니다. 유체기계 수업을 듣기 전까지만 해도 원심펌프가 무엇인지 조차 몰랐었습니다. 하지만 이번 설계를 하면서 팀의 화합이 얼마나 중요한가에 대해 많이 느꼈습니다. 사공이 많으면 배가 산으로 간다는 말이 있듯이 조원의 화합이 팀프로젝트는 많이 중요한 것 같습니다.
그리고 배경 지식이 많이 부족해 고생을 많이 했습니다. 설계를 진행하면서도 이게 맞는 것인지 틀린 것인지 확실하게 알 수 없었기에 더욱 노력하였습니다. 인터넷과 펌프 설계책에 없는 부분은 교수님에게 물어가며 이번설계를 마치게 되었습니다.
이러한 경험을 통해 사회에 나가서 멋진 일꾼으로 거듭나고 싶습니다. 아직은 배우는 단계이고 부족한 것도 많지만 설계를 하며 쏟은 열정으로 모든 일에 최선을 다하겠습니다.

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유체기계,   원심펌프설계,   유체 기계