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요약문
SUMMARY
목차
제1장 서론 21
제2장 국내외 기술개발 현황 23
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 24
제1절 원심펌프의 설계 및 성능향상에 관한 연구 25
1. 서언 25
2. 펌프 성능시험 27
가. 성능시험 개요 27
나. 성능시험 장치 30
(1) 유량측정 30
(2) 압력 측정 31
(3) 토크 및 회전수 측정 31
(4) 데이터 처리 31
3. HES 65-250 성능평가 33
가. 성능곡선 34
나. Cavitation 시험 35
다. 볼류트 37
(1) 볼류트의 표면 거칠기가 펌프성능에 미치는 영향 38
(2) 볼류트의 형상이 펌프성능에 미치는 영향 38
(3) 케이싱 벽에서의 압력분포 40
라. 임펠러의 축방향 위치가 펌프성능에 미치는 영향 42
(1) 펌프성능 42
(2) 누설손실 43
(3) 축추력 46
마. 밸런싱 홀이 펌프성능에 미치는 영향 47
(1) 펌프성능 47
(2) 축추력 48
4. 원심펌프 성능예측 및 설계 (PUMPAL/CCAD) 49
가. 원심펌프 성능예측 프로그램 (PUMPAL) 49
(1) 개요 49
(2) TEIS (Two Elements In Series) 모델 49
(3) 두 영역 모델 (Two-Zone 모델) 50
나. 원심펌프 설계 프로그램 (CCAD) 51
(1) 개요 51
(2) Aerodynamic Loading 의 모델과 이론 51
(3) 계산과정 53
다. 성능예측결과 54
(1) HES 65-250 54
(2) A&B 모델 54
라. 설계결과 55
(1) HES 65-250 55
(2) A&B 모델 56
5. 회전차 출구에서의 유동장과 회전차의 성능 58
가. 회전차 출구에서의 유동장 평가 방법 58
나. 실험결과 및 토의 60
(1) 회전차 출구에서의 유동장 60
(2) 회전차의 성능 61
6. HES 65-250 회전차의 설계 64
가. HES 65-250 과 FS 65-250의 성능 비교 64
나. 설계변화 및 성능예측 66
(1) HES 65-250 과 FS 65-250의 설계 비교 66
(2) 쉬라우드와 허브 형상의 영향 68
(3) 날개 입구각의 영향 68
(4) 날개 출구각의 영향 69
(5) 간섭각의 영향 69
7. 고유량에서 양흡입 펌프의 성능 71
가. 유량증가에 따른 문제점 71
나. 해결방안 및 성능예측 72
(1) 쉬라우드 형상의 영향 72
(2) 회전수의 영향 73
(3) 날개 출구각의 영향 74
8. 결언 76
FIGURES(제목없음)[원문불량;p.86,100,101∼110,144,149,153,158,174∼185,187,189∼190] 78
제2절 고효율 펌프의 저진동, 저소음 기술 개발에 관한 연구 269
1. 서론 269
2. 정적특성의 해석 272
가. 서언 272
나. 이론해석 272
다. 정적특성의 계산예 287
3. 위험속도선도 해석 291
가. 서언 291
나. 위험속도계산 292
다. 고유진동수의 해석 299
라. 위험속도선도의 검토 300
4. 불평형 응답 해석 302
가. 서언 302
나. 펌프축계의 모델링 302
다. 운동방정식 304
라. 동적응답해석 314
5. 고유진동수 및 모드해석 318
가. 서언 318
나. 펌프축계의 모델링 318
다. 운동방정식 321
라. 자유진동 해석 331
마. Campbell 선도 334
6. 시간응답해석 337
가. 서언 337
나. 이론해석 337
다. 기초여진응답 340
라. 지진응답특성 342
7. 결론 346
제3절 진동 진단 시스템의 개발 347
1. 서론 347
2. 펌프의 고장모드와 진동특성 349
가. 펌프의 고장모드 349
(1) 성능이상 351
(2) Gas pocket 351
(3) 공기의 침입 353
(4) Cavitation 354
(5) 진동 355
(6) 조립시공불량 356
나. 이상진동의 원인과 대책 359
(1) 유체적 진동 360
(2) 기계적 진동 364
(3) 전자적 진동 376
3. 진단시스템의 개발 378
가. 개발 배경 378
나. 본론 378
(1) 전문가 시스템 378
(2) VIBEX-TBL 380
(3) Bayes의 정리 384
(4) VIBEX-DT 387
(5) Decision Tree의 생성법 388
(가) 속성의 선택 기준 390
(나) 진동진단 시스템에서의 클래스와 속성의 정의 391
(다) VIBEX-DT에서의 질의응답 알고리즘 391
(6) 실제 사례 392
(가) 사례 1 393
(나) 사례 2 398
(7) VIBEX-PMP 405
(가) VIBEX-PMP에서 진동사례를 참조한 예 - 1 406
(나) VIBEX-PMP에서 진동사례를 참조한 예 - 2 408
4. 결론 410
제4절 시제품 제작 및 시험 411
1. 1차 시제품 개발 411
2. 2차 시제품 411
가. 시제품 제작 411
나. 시험 결과 412
3. 3차 시제품 412
가. 목적 412
나. 시제품 제작 413
다. 시험 결과 413
4. 4차 시제품 413
가. 개요 413
나. 목형 제작 방법 개선 413
다. 3차원 광조형 기술 적용 414
라. 흡입 특성 관찰 414
FIGURE(제목없음) 415
제5절 연구용 설비 및 기술 구축 434
1. 연구 전용 시험평가 설비 434
2. 3차원 측정 설비 434
3. 케비테이션 모니터링 시스템 구축 434
4. SUMP MODEL TEST설비 434
5. 3차원 광조형기술 적용 435
6. 비속도별/형식별 성능 DATA SYSTEM 구축 435
FIGURE(제목없음) 436
제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 441
제5장 연구개발결과의 활용 계획 442
제6장 참고문헌 444
[title page etc.]
Contents
Chapter 1. Introduction 21
Chapter 2. Current Status of the Technological Development 23
Chapter 3. Contents and Results of the Study 24
Section 1. Development of a High Efficiency Centrifugal and Mixed Flow Pump 25
1. Introduction 25
2. Performance Test for Pump 27
A. Concept of Performance Test 27
B. Performance Test Apparatus 30
(1) Measurement of Flow Rate 30
(2) Measurement of Pressure 31
(3) Measurement of Torque and RPM 31
(4) Data Acquisition System 31
3. Evaluation of Performance for HES 65-250 33
A. Performance Curve 34
B. Cavitation Test 35
C. Volute 37
(1) Effects of Volute Roughness for Pump Performance 38
(2) Effects of Volute Shape for Pump Performance 38
(3) Pressure Distribution of Inner Surface on Casing 40
D. Effect of Axial Position of the Impeller on Performance of Pumps 42
(1) Pump Performance 42
(2) Loss of Leakage Flow Rate 43
(3) Axial Thrust 46
E. Effect of Balancing Holes of the Impeller on Performance of Pumps 47
(1) Pump Performance 47
(2) Axial Thrust 48
4. Performance Prediction and Design of Centrifugal Pumps(PUMPAL/CCAD) 49
A. Performance Prediction Program(PUMPAL) 49
(1) Concept 49
(2) Model of TEIS 49
(3) Model of Two-Zone 50
B. Design Program for Centrifugal Pump(CCAD) 51
(1) Concept 51
(2) Model and Theory of Aerodynamic Loading 51
(3) Process of Calculation 53
C. Result of Performance Prediction 54
(2) A&B Model 54
D. Result of Design 55
(2) A&B Model 56
5. Performance of Impeller and Flow Field in the Outlet of Impeller 58
A. Method of Evaluation of Flow Field in the Impeller Outlet 58
B. Results and Discussion 60
(1) Flow Field on the Impeller Exit 60
(2) Performance of Impeller 61
6. Impeller Design of HES 65-250 64
A. Comparison of Performance between HES 65-250 and FS 65-250 Pump 64
B. Design Change and Performance Prediction 66
(1) Comparison of Design between HES 65-250 and FS 65-250 Pump 66
(2) Effects of Shroud and Hub Shape 68
(3) Effect of Impeller Inlet Angle 68
(4) Effect of Impeller Outlet Angle 69
(5) Effect of Interference Angle 69
7. Performance of Double-Suction Pump 71
A. Problems owing to increasing Flow Rate 71
B. Solutions and Performance Prediction 72
(1) Effect of Shroud Shape 72
(2) Effect of RPM 73
(3) Effect of Impeller Outlet Angle 74
8. Conclusions 76
Section 2. Study on the Development for Low Vibration and Noise of High Efficient Pump 269
1. Introduction 269
2. Analysis of Static Characteristics 272
A. Concepts 272
B. Theoretical Analysis 272
C. Calculation Example of Static Characteristics 287
3. Analysis of Critical Speed Diagram 291
A. Concepts 291
B. Calculation of Critical Speed 292
C. Analysis of Natural Frequency 299
D. Review of Critical Speed Diagram 300
4. Analysis of Unbalance Response 302
A. Concepts 302
B. Modelling of Shaft System for Pump 302
C. Equation of Motion 304
D. Analysis of Dynamic Response 314
5. Analysis of Characteristic Frequency and Modal 318
A. Concepts 318
B. Modelling of Shaft System for Pump 318
C. Equation of Motion 321
D. Free Vibration Analysis 331
E. Campbell Diagram 334
6. Response Analysis in Time Domain 337
A. Concepts 337
B. Theoretical Analysis 337
C. Base Excitation Response 340
D. Seismic Analysis 342
7. Conclusions 346
Section 3. Development of Vibration Diagnostic Expert System for Pump 347
1. Introduction 347
2. Fault Mode and Vibration Characteristic for Pump 349
A. Fault Mode of Pump 349
(1) Abnormality of Performance 351
(3) Aeration 353
(5) Vibration 355
(6) Problem of Assemble 356
B. Abnormality Cause and Counter Plan 359
(1) Flow Vibration 360
(2) Mechanical Vibration 364
(3) Electronic Vibration 376
3. Development of Diagnostic Expert System 378
A. Background 378
B. Vibration Diagnostic Expert System 378
(1) Expert System 378
(3) Theorem of Bayes 384
(5) Method of Making Decision Tree 388
(A) Selection of Attribute 390
(B) Definition of Class and Attribute in the System 391
(C) Algorithm of Inquiry-Response in the VIBEX-DT 391
(6) Examples 392
(A) Example 1 393
(B) Example 2 398
(A) Example -1 406
(B) Example -2 408
4. Conclusions 410
Section 4. Development of Model Pump and Test 411
1. 1st Model Pump 411
2. 2nd Model Pump 411
A. Manufacture of Model Pump 411
B. Result of Test 412
3. 3rd Model Pump 412
A. Purpose 412
B. Manufacture of Model Pump 413
C. Result of Test 413
4. 4th Model Pump and Test 413
A. Concepts 413
B. Improvement Method of Pattern Manufacturing 413
C. Application of 3-Dimensional S.L.A 414
D. Investigation of Characteristic for Pump Suction 414
FIGURES(제목없음) 415
Section 5. Construction of the Test Facility for the Research 434
1. Test facility for Research 434
2. 3-Dimensional Measurement Equipment 434
3. Monitoring System for Cavitation 434
4. Facility for SUMP MODEL TEST 434
5. Application of 3-Dimensional S.L.A 435
6. DATA SYSTEM According to Specific Speed and Types of Pump 435
CHAPTER 4. Achievement Evaluation and External Contribution 441
CHAPTER 5. Application Plan of the Results 442
CHAPTER 6. References 444