축류 펌프는 고 유량 저 양정에 주로 사용되는 펌프로 주로 공사용, 배수용, 빗물펌프장, 상수 및 하수 처리장에서 사용되고 있다.
시스템의 요구 조건에 맞추어져 제작된 펌프의 경우 설계 점 영역 부근에서 작동되는 것이 일반적이지만 필요에 따라 설계 점을 벗어난 영역에서의 작동이 필요할 경우도 있다. 이 경우 모터의 회전수를 조절하거나 임펠러 블레이드의 설치 각 변화를 통하여 탈 설계 점에서 변경 된 시스템의 요구 조건에 맞도록 펌프의 성능을 변경 할 수 있다. 모터의 회전수를 조절하거나 임펠러 블레이드의 설치 각을 변화시킬 경우 블레이드를 타고 흐르는 유동조건이 변하게 되어 최고 효율을 내는 성능점이 변하게 된다. 이렇게 변하는 설계 점에서 성능 변화를 예측하는 것은 효율적인 펌프 운용과 에너지 절약에 많은 도움이 된다.
본 연구에서는 주어진 설계 사양에 따라 유체역학과 터보 기계 설계 이론을 바탕으로 한 날개 1-D 설계를 한 후 NACA 4 digit airfoil 을 이용하여 3-D 날개를 형상화 하였다. 이 후 팁 기준 설치 각도를 –2˚에서 +2˚ 까지 변화시키며 설치 각 변화에 따른 최고 효율 점에서 유량, 수두, 효율 변화에 대해 확인하기 위해 수치 해석을 진행 하여 결과를 분석해 보았다.
Axial pumps are mainly used for high flow rate with low head, and they are mainly used for construction, drainage, rainwater pump, water and sewage treatment plants.
Generally, pumps designed to meet the requirements of the system are operated in the near of the design point area, but it may be necessary to operate outside the design point (off design point) as required. In this case, the performance of the pump can be changed to suit the requirements of the system changed at the off-design point by adjusting the rotation speed of the motor or changing the installation angle of the impeller blade. When adjusting the number of revolutions of the motor or changing the angle of installation of the impeller blade, the flow condition flowing through the blade is changed, thereby changing the performance point for achieving the maximum efficiency. Predicting performance changes at these changing design points is very helpful for efficient pump operation and energy saving.
In this study, 3-D impeller blade were designed using NACA 4 digit airfoil after designing wing 1-D based on the fluid dynamics and turbomachinery design theory according to given design parameters.
Then, numerical analysis was carried out to confirm the change of flow rate, head, and efficiency at the maximum efficiency point according to the change of installation angle by changing the reference installation angle of the tip from -2 ° to + 2 °.
출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=DIKO0014739754
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