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전성민,이강산,이재랑,김광득,박영옥,Jeon, Seong-Min,Hasolli, Naim,Lee, Kang-San,Lee, Jea-Rang,Kim, Kwang-Deuk,Park, Young-Ok Korean Society for Atmospheric Environment 2016 한국대기환경학회지 Vol.14 No.5
In this study, two kinds of industrial filter bags were tested for their filtration performance to apply the existing bag filter systems. Experimental variables were examined for pressure drop, cleaning interval, residual pressure drop, cleaning efficiency, fractional grade efficiency, total collection efficiency according to the filter bag structure. According to these results, the filter bags tested in this study demonstrated good performance in dust collection. This was also true for the double surface filter bag. The lifetime was longer than the round type filter bag because the filtration area was more than 1.6 times wider and the filter quality factor was much higher. Therefore, double surface filter bags are suggested to be used in order to increase filtration performance of the bag filter systems.
전성민,윤석환,최창호,Jeon, Seong Min,Yoon, Suk-Hwan,Choi, Chang-Ho 항공우주시스템공학회 2015 항공우주시스템공학회지 Vol.9 No.1
A critical speed analysis of oxidizer pump was peformed for a 7 ton class liquid rocket engine as the third stage engine of the Korea Space Launch Vehicle II. Based on the previously developed experimental 30 ton class turbopump and presently developing 75 ton class turbopump for the first and second stage rocket engine of Korea Space Launch Vehicle II, a layout and configuration of the 7 ton class turbopump rotor assembly are determined. A ball bearing stiffness analysis and rotordynamic analysis are performed for both of the bearing unloaded condition and loaded condition. Structural flexibility of the oxidizer pump casing is also included to predict critical speeds. From the numerical analysis, it is confirmed that the rotor system acquires sufficient separate margin of critical speed as a sub-critical rotor even though decrease of critical speed due to the casing structural flexibility.
전성민(Seong Min Jeon),곽현덕(Hyun Duck Kwak),윤석환(Suk Hwan Yoon),김진한(Jinhan Kim) 한국항공우주학회 2006 韓國航空宇宙學會誌 Vol.34 No.6
케이징 구조 유연성을 고려한 30톤 추력급 터보펌프에 대한 임계 속도 해석이 수행되었다. 로터와 케이징을 포함한 전체 모델에 대한 3차원 유한요소법이 회전체 동역학 특성을 예측하기 위하여 적용되었다. 케이징 구조 유연성의 영향을 고찰하기 위하여 로터 단독 모델과 고정-고정 및 자유-자유 경계조건을 갖는 로터-케이징 연계 모델에 대한 수치 해석이 이루어 졌다. 무부하 하중 조건과 부하 하중 조건에서의 볼 베어링 강성이 각각 진공 조건과 실제 엔진 장착 조건에서의 작동을 모사하기 위하여 사용되었다. 수치해석 결과로부터 케이징 구조 유연성의 영향이 터보펌프의 임계 속도를 감소시킴을 확인하였다. 특히, 높은 베어링 강성을 갖는 부하 로터 조건에서 낮은 베어링 강성을 갖는 무부하 로터 조건에 비하여 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다. A critical speed analysis is performed for a 30 ton thrust turbopump considering the casing structural flexibility. A full three-dimensional finite element method including rotor and casing is used to predict rotordynamic behavior. Rotor alone model and rotor-casing coupled model with fixed-fixed and free-free boundary conditions are calculated to investigate the effects of the casing structural flexibility. The stiffness of ball bearings are applied as unloaded and loaded values to consider rotor operating conditions in vacuum and real engine respectively. From the results of the numerical analyses, it is found that the effect of the casing structural flexibility reduces the critical speeds of the turbopump. Especially, the loaded rotor condition with higher bearing stiffness is affected dramatically rather than the unloaded rotor condition with lower bearing stiffness.
75톤급 액체로켓 엔진용 산화제 펌프 회전체 동역학 설계
전성민(Seong-Min Jeon),곽현덕(Hyun D. Kwak),윤석환(Suk-Hwan Yoon),김진한(Jinhan Kim) 한국항공우주연구원 2007 항공우주기술 Vol.6 No.2
75톤급 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 산화제펌프에 대한 로터다이나믹 설계를 수행하였다. 인듀서와 임펠러 및 베어링의 축배치는 항우연에서 개발 중인 유사한 구조를 가지는 터보펌프를 근간으로 하였고, 75톤급 산화제펌프 수력 설계에 맞추어 인듀서, 임펠러의 축 길이가 반영되었다. 후방 베어링으로부터 임펠러까지의 거리를 베어링 하중 설계에 대한 설계 변수로 고려하였고, 전방 베어링과 후방 베어링의 강성을 변화시키면서 회전 속도에 따른 비동기 고유진동수 해석을 수행하여 산화제 펌프의 임계속도를 고찰하였다. 베어링에 적절한 하중이 부과된다면 산화제 펌프의 임계속도는 기준속도 11,000 rpm과 비교하여 충분히 높기에, sub-critical 로터로서 기준속도 이내에서 안정적인 터보펌프의 운용이 가능하리라 판단된다. A LOX pump rotordynamic design was performed for a 75 ton thrust liquid rocket engine. Axial positions of an inducer, an impeller and bearings on a shaft are decided on the basis of the experience achieved by previously developed turbopump which has the similar layout. The result of pump hydraulic design was reflected in the present study to decide axial length of the inducer and impeller. A distance from the rear bearing to the impeller was considered as a design parameter for load distribution of the bearings. Asynchronous eigenvalue analysis was performed as a function of rotating speeds and bearing stiffness to investigate critical speed of the LOX pump. From the numerical analysis, it is found that the LOX pump with the proper bearing loads safely operates as a sub-critical rotor of which critical speed is high enough compared to the operating speed 11,000 rpm.
전성민(Seong Min Jeon),곽현덕(Hyun Duck Kwak),윤석환(Suk Hwan Yoon),김진한(Jin han Kim) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.6
30톤 추력급 터보펌프에 대한 회전체 동역학 해석이 수행되었다. 연료펌프와 터빈에 의해서 유발되는 공력 및 수력 하중이 볼 베어링과 비접촉식 실의 강성 및 감쇠 예측을 위하여 고려되었다. 임계 속도의 분리 안전 여유와 회전체 부품의 팁 변위를 예측하기 위하여 임계 속도 해석과 질량 불평형 응답 해석이 수행되었다. 정확한 해석을 위하여 3차원 유한요소법을 사용하였고 1차원 전달함수 행렬법의 결과와 비교하였다. 탄성 링을 추가적으로 장착함으로써 베어링 지지부의 강성 제어를 통하여 충분한 공진 분리 여유의 확보가 가능함을 확인하였다. Numerical analyses of critical speed and mass unbalance response are performed for a 30 ton thrust turbopump. The stiffness and damping of ball bearings and non-contact seals are quantified under aerodynamic and hydrodynamic loads induced by a fuel pump and turbine. Critical speed margin and tip displacements of the rotating parts are evaluated using a three-dimensional finite element method. The results are used to ensure the soundness of the rotordynamic design using an one-dimensional transfer matrix method. A further study shows that sufficient resonance margin may be assured via controlling the stiffness of the rotor support by employing an additional elastic ring to the bearing support.