KR101679189B1 - 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계방법, 이에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심 펌프 - Google Patents
단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계방법, 이에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심 펌프 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101679189B1 KR101679189B1 KR1020150132542A KR20150132542A KR101679189B1 KR 101679189 B1 KR101679189 B1 KR 101679189B1 KR 1020150132542 A KR1020150132542 A KR 1020150132542A KR 20150132542 A KR20150132542 A KR 20150132542A KR 101679189 B1 KR101679189 B1 KR 101679189B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- design
- volute
- point
- single flow
- pump
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G06F17/5086—
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4226—Fan casings
-
- G06F17/5018—
-
- G06F2217/16—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계방법이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법은 단일 유로 펌프 벌류트의형상을 고려하여 설계 변수 선택 및 목적함수 결정 단계, 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정단계, 선정된 설계 영역에서 커브 피팅을 이용하여 설계 변수를 조합하는 단계, 상기 선정된 설계영역에서 수치해석 단계 및 수치해석결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법 및 이에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심펌프에 관한 것이다.
일반적으로 여과하지 않은 하수, 슬러지, 폐수, 원수, 식품폐기물, 펄프 슬러지 등의 이송을 위하여 펌프가 사용된다. 흔히 이렇게 슬러지 등을 이송시키기 위한 펌프를 슬러지 펌프라고도 한다. 이러한 슬러지 등을 이송시키는 펌프는 수 처리 플랜트 및 여러 산업분야에서 다양하게 사용되고 있다.
이러한 슬러지 펌프는 생활 및 산업 하수를 처리하는 목적으로 이용되는 펌프로 일반적인 수중 펌프와 달리 이물질을 포함하는 유체를 이동시켜야 하기 때문에 유로 막힘 현상 등으로 인한 성능 감소 및 고장, 파손 등을 방지할 수 있는 설계 특성이 요구된다
다만, 종래의 수중 펌프는 마모성 물질이 함유된 이송물을 펌핑하므로 벌류트의 국부적인 마모가 발생할 수 있으며, 장시간 운전시 벌류트 마모에 의해 펌프 전체의 진동 및 소음이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 유체역학적 성능을 개선할 수 있는 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계방법, 이에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심 펌프를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면 단일 유로 펌프 벌류트의 형상을 고려하여 설계 변수 선택 및 목적함수 결정 단계, 상기 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정단계, 상기 선정된 설계 영역에서 커브 피팅을 이용하여 설계 변수를 조합하는 단계, 상기 선정된 설계영역에서 수치해석 단계 및 상기 수치해석결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계를 포함하되, 상기 설계 변수는 상기 단일 유로 벌류트의 각도에 따라 변할 수 있는 상기 단일 유로 벌류트의 내부 유로 단면적 CP1 및 CP2이고, 상기 목적 함수는 펌프 효율 
인 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법을 제공한다.
이때, η=펌프 효율, ρ=밀도, g=중력가속도, H=헤드, Q=체적 유량, τ=토크, ω=각속도일 수 있다.
이때, 상기 수치 해석 결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계는 상기 최적점이 타당한지 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, η=펌프 효율, ρ=밀도, g=중력가속도, H=헤드, Q=체적 유량, τ=토크, ω=각속도일 수 있다.
이때, 상기 수치 해석 결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계는 상기 최적점이 타당한지 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
삭제
삭제
삭제
삭제
이때, 상기 단일 유로 벌류트의 내부 유로 단면적이 가장 작은 부분이 시작하는 지점을 벌류트의 각도 0도로 하고, 가장 큰 지점을 360도로 하며, 상기 벌류트의 각도를 가로축으로 하고, 상기 내부 유로 단면적을 세로축으로 할 때, 상기 CP1 및 상기 CP2는 상기 가로축과 상기 세로축의 임의의 점일 수 있다.
이때, 상기 벌류트의 각도 120도에서 상기 내부 유로 단면적은 CP1이고, 상기 벌류트 각도 240도에서 상기 내부 유로 단면적이 CP2일 수 있다.
이때, 상기 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정 단계는 CP1은 0 mm2 초과 4000 mm2 이하이고, CP2는 2000 mm2 이상이고, 6000 mm2 이하일 수 있다.
이때, 상기 커브 피팅은 상기 내부 유로 단면적이 증가하는 지점을 개시점으로 하고, 상기 벌류트 각도가 360도인 지점은 종료점으로 하며, 상기 개시점과 상기 종료점 사이에서 상기 2개의 제어점(CP1, CP2)이 변할 때 상기 개시점, 상기 종료점 및 상기 2개의 제어점으로 표현된 베지어 곡선을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 선정된 설계 영역에서 수치 해석 단계는 상기 선정된 설계 영역에서 라틴 하이퍼 큐브 샘플링을 통해 복수개의 실험점을 결정하는 단계 및 상기 복수개의 실험점에서 3차원 RANS해석을 통해 상기 목적함수 값을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 수치해석결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계는 신경회로망 모델을 구성한 후 SQP를 사용하여 신경회로망 기법으로부터 최적의 설계 변수값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 신경회로망 모델을 구성한 후 SQP를 사용하여 신경회로망 기법으로부터 최적의 설계 변수값을 결정하는 단계에서 CP1은 310 mm2 이고, CP2는 3293 mm2 일 수 있다.
이때, 상기 최적점이 타당한지 비교하는 단계는 신경회로망 기법에 의한 예측된 목적함수 값과 수치해석을 통해 얻어진 목적함수 값을 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 전술한 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의하여 설계된 벌류트를 포함하는 단일 유로 펌프 벌류트를 제공한다.
한편 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 전술한 단일 유로 펌프 벌류트, 상기 벌류트의 내부에 유체의 유입과 배출을 위해 회전 가능하도록 결합된 단일 유로 펌프 임펠러를 포함하는 원심 펌프가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트는 유입구 측의 분뇨, 오폐수, 오물 및 고형물과 같이 점도가 있는 슬러지를 원활하고 용이하게 펌핑할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심펌프는 부피가 큰 고형물이 쉽게 통과할 수 있어 막힘으로 인한 고장 및 파손을 방지할 수 있고, 높은 펌프 효율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트 최적화 설계 방법은 수치최적설계를 통해 펌프 효율을 향상시킬 수 있고, 내부 유동에 대한 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트를 구비하는 원심펌프를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트의 내부 유로 통로를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 기본 모델 벌류트의 내부 유로 단면적을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 설계 변수, 설계 영역 및 베지어 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 라틴 하이퍼 큐브 샘플링을 통한 12개의 실험점을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 라틴 하이퍼 큐브 샘플링에 의해 추출한 12개의 실험점을 통해 벌류트 각도에 따른 내부 유로 단면적을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 신경회로망 기법(RBNN)을 통해 예측된 최적점을 탐색한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 목적 함수의 설계 변수에 대한 민감도 분석을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 기본 모델 벌류트 및 최적설계 모델 벌류트의 단면적 분포를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트 최적화 설계 방법에서 단일 유로 펌프 벌류트의 수치해석 경계조건 및 격자계를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트를 구비하는 원심펌프를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트의 내부 유로 통로를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 기본 모델 벌류트의 내부 유로 단면적을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 설계 변수, 설계 영역 및 베지어 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 라틴 하이퍼 큐브 샘플링을 통한 12개의 실험점을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 라틴 하이퍼 큐브 샘플링에 의해 추출한 12개의 실험점을 통해 벌류트 각도에 따른 내부 유로 단면적을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 신경회로망 기법(RBNN)을 통해 예측된 최적점을 탐색한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 목적 함수의 설계 변수에 대한 민감도 분석을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 기본 모델 벌류트 및 최적설계 모델 벌류트의 단면적 분포를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트 최적화 설계 방법에서 단일 유로 펌프 벌류트의 수치해석 경계조건 및 격자계를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법 및 이에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심 펌프를 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에서는 분뇨, 오폐수, 오물 및 고형물과 같이 점도가 있는 슬러지를 유체라 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법을 도시한 순서도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법은 단일 유로 펌프 벌류트의 형상을 고려하여 설계 변수 선택 및 목적함수 결정 단계(S10), 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계영역 선정단계(S20), 선정된 설계 영역에서 커브 피팅을 이용하여 설계변수를 조합하는 단계(S30), 선정된 설계영역에서 수치해석 단계(S40) 및 수치해석결과를 통해 설계 영역에서 최적점을 탐색하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법은 원심 펌프가 작동할 때 펌프 효율을 최적화시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트를 구비하는 원심펌프를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트를 구비하는 원심 펌프(1)는 단일 유로 펌프 임펠러(10), 단일 유로 펌프 벌류트(30) 및 구동 모터(3)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원심 펌프(1)는 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의해 설계된 단일 유로 벌류트(30)를 구비하여 부피가 큰 유체가 쉽게 통과할 수 있고 막힘으로 인한 고장 및 파손을 방지할 수 있고, 높은 펌프 효율을 가질 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에서 구동 모터(3)는 중심에 회전 가능하도록 하부방향으로 연장 형성된 구동축(5)이 형성되고, 구동축의 하단에는 축 방향으로 유입되는 유체를 원주방향으로 배출시킬 수 있는 단일 유로 펌프 임펠러(10)가 설치된다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 방법에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트(30)는 벌류트 케이싱(31) 및 배출관(9)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 벌류트 케이싱(31)은 나선형으로 연장 형성될 수 있다. 또한 벌류트 케이싱(31)의 내부에는 유체가 유입되는 흡입구(33) 및 유체가 배출되는 토출구(35)가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트(30)는 유체를 펌핑할 경우 유체가 벌류트(30)에 걸리지 않고 유체 유동 통로(41)를 통해 배출됨으로써 유체에 의한 펌핑력의 저하 또는 벌류트의 손상을 방지할 수 있다.
도 3을 참고하면, 벌류트 케이싱(31)의 내부 중심부에는 단일 유로 펌프 임펠러(10)가 설치될 수 있다. 이때, 단일 유로 펌프 임펠러(10)는 전체적으로 원통형상으로 이루어질 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서 임펠러(10)는 만곡지게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 단일 유로 펌프 임펠러(10)는 회전 시 유입되는 유체에 원심력을 부여하여 유체가 원심력에 의해 유동되도록 할 수 있다.
도 2를 참고하면, 임펠러(10)의 유입구(8a)는 유입관(8) 내부에 형성될 수 있다. 이때, 유입관(8)은 임펠러(10)의 하부측에 형성되면 유체는 유입관을 통해 임펠러(10)의 회전에 의한 흡입작동으로 임펠러 내부로 유입된다.
또한, 배출관(9)은 벌류트(30)의 일측 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 유입관(8)에 수직한 방향에 형성되어 벌류트의 회전에 의한 배출작동으로 유체를 벌류트 외부로 배출되도록 한다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 고형물이 80 mm 일 때 배출관(9)의 직경(D)는 86 mm로 고정될 수 있다.
이때, 도 2를 참고하면, 임펠러(10)의 유입관(8) 및 벌류트(30)의 배출관(9)은 원통형상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 벌류트 케이싱(31)의 내부에는 흡입구(33)에서 토출구(35)에 이르는 나선형의 단일 유로인 유체 유동 통로(41)가 형성될 수 있다. 즉, 단일 유로 펌프 벌류트(30)로 유입되는 유체는 나선형으로 연장되는 유체 유동 통로(41)를 따라 이동할 수 있다.
이때, 유체 유동 통로(41)는 흡입구(33)로 유입된 유체가 내측의 곡면에 간섭되지 않고 토출구(35)로 이동할 수 있도록 만곡지게 굴곡진 곡면 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 유체 유동 통로(41)는 흡입구(33)로 유입되는 유체가 곡면을 따라 저항을 받지 않고 유동하도록 한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 벌류트 케이싱(31)의 내부에는 내벽에 의해 구획된 펌프실(7)이 형성될 수 있다. 펌프실(7)은 임펠러(10)가 수용될 수 있도록 단면이 반원형상으로 오목하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법은 단일 유로 펌프 벌류트의 형상을 결정하는 설계변수 선택 및 목적함수 결정 단계(S10)를 포함할 수 있다.
먼저, 단일 유로 펌프 벌류트의 형상을 결정하는 설계변수 선택 및 목적함수 결정 단계(S10)에서는 목적함수를 최대화하기 위하여 벌류트의 형상을 결정하는 설계 변수를 선택한다.
이때, 단일 유로 펌프 벌류트의 형상을 고려한 설계 변수는 벌류트 각도 및 내부 유로 단면적일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트의 내부 유로 통로를 도시한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 기본 모델 벌류트의 내부 유로 단면적 분포를 나타낸 그래프이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 설계 변수, 설계 영역 및 베지어 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 유체 유동 통로(41) 단면적 중 가장 작은 단면적인 곳이 시작하는 지점을 벌류트의 각도(θ1) 0도로 한다. 또한 가장 큰 지짐을 벌류트 각도 360도로 한다.
도 3을 참고하면, 흡입구(33)는 유체 유동 통로(41) 단면적 중 가장 작은 단면적인 곳이 시작하는 지점으로서 벌류트의 각도(θ1) 0도인 곳이다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이 배출관(9)의 중심과 임펠러(10)의 중심을 잇는 가상의 선에서 우측 방향으로 소정의 각도(θ2)만큼 기울어진 곳에 벌류트의 각도(θ1) 0도일 수 있다.
이때 본 발명의 일 실시예에서 소정의 각도(θ2)는 36.25도 일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
도 6을 참고하면, 벌류트의 각도(θ1)가 0도 및 360도인 곳의 내부 유로 단면적은 각각 기본 모델의 벌류트와 동일하게 고정하였다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서 벌류트 각도에 따라 내부 유로 단면적이 변하는 2개의 제어점 즉, CP1 및 CP2를 포함할 수 있다.
또한, 설계 변수는 벌류트의 각도(θ1)가 120도인 곳에서의 내부 유로 단면적인 CP1 및 벌류트의 각도(θ1)가 240도인 곳에서의 내부 유로 단면적인 CP2이다.
이하에서는 기본 모델 벌류트에 대해 설명한다.
한편, 기본 모델의 벌류트는 내부 유동의 안정성 확보를 위한 설계기법인 Stepanoff이론을 적용하여 설계할 수 있다.
이때, Stepanoff이론은 각도 위치(theta position)에 따라 내부 유동 단면적을 일정하게 증가하도록 하여 내부 유속을 일정하게 유지해줌으로써 유동 속도 차이에 의한 손실을 최소화하는 기법으로 주로 회전체가 아닌 벌류트(volute)설계에 적용된다.
도 5에 도시된 그래프는 이와 같은 Stepanoff이론을 이용하여 설계된 기본 모델 벌류트의 내부 유로 단면적 분포이다.
이때, 벌류트의 각도(θ1)가 0도에서는 벌류트 케이싱의 두께 확보를 위해 매우 작은 유동 단면적 분포를 갖도록 설계하였으며 벌류트의 각도(θ1)가 0도 내지 360도의 유동 구간은 Stepanoff 이론을 근거로 벌류트의 각도가 증가함에 따라 유동 단면적이 일정하게 증가하도록 설계하였다.
이때 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 벌류트 각도(θ1)가 360도에서 내부 유로 단면적이 4000 mm2, 5000 mm2, 6000 mm2 및 7000 mm2일 수 있으나 Stepanoff이론에 따르면 내부 유로 단면적이 최대 5000 mm2일 수 있으나 고형물 80 ㎜통과 기준을 고려하여 기준 모델은 내부 유로 단면적이 최대 6000 mm2로 선정할 수 있다.
도 6을 참고하면, 기본 모델 벌류트의 각도 120도에서는 내부 유로 단면적은 2000 mm2이며, 240도에서는 4000 mm2일 수 있다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 유로 공간(S)의 단면적(At)은 베인리스 공간(S1)의 단면적(A1) 및 벌류트 내부 공간(S2)의 단면적(A2)의 합이다. 다만 본 발명의 일 실시예에서 내부 유로 단면적은 벌류트 내부 공간(S2)이다.
도 4를 참고하면, 베인리스 공간은 고형물 통과를 위해 존재하는 공간으로서 단면적은 2685 mm2일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한 베인리스 공간(S1)의 폭(L)은 30 mm일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법은 펌프 효율을 최대화할 수 있도록 벌류트의 형상을 최적화시키는 것에 목적이 있으므로 목적함수는 하기의 식 1과 같은 펌프 효율(η)이다.
이때, η=펌프 효율, ρ=밀도, g=중력가속도, H=헤드, Q=체적 유량, τ=토크, ω=각속도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정단계(S20)에서는 내부 유로 단면적이 가장 작은 부분이 시작하는 지점을 벌류트 각도 0도로 하고, 가장 큰 지점을 360도로 한다.
또한 벌류트 각도를 가로축(x축)으로 하고 내부 유로 단면적을 세로축(y축)으로 할 때 CP1 및 CP2는 가로축과 세로축의 임의의 점일 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에서 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정 단계(S20)에서는 최적설계 수행을 위해 설계 변수의 범위를 한정함으로써 적절한 설계영역을 설정하는 것으로 설계 영역은 하기 표 1과 같다.
| 설계 변수 | 하한 값(mm2) | 상한 값(mm2) |
| CP1 | 0 | 4000 |
| CP2 | 2000 | 6000 |
즉, 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정 단계(S20)에서는 CP1은 0 mm2 초과 4000 mm2 이하이고, CP2는 2000 mm2 이상이고, 6000 mm2 이하일 수 있다.
이때 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 변수의 설계 영역은 선행 계산을 통해서 목적함수인 펌프 효율이 급격하게 떨어지지 않는 범위 내로 결정된 것이다.
이와 같이 설계 변수와 설계영역이 결정되면 해석을 위한 최적의 격자계를 구성하게 되는데 본 발명에서는 격자 의존성을 제거하기 위한 테스트를 단일유로에 대하여 총 150만개의 격자를 펌프 효율의 계산에 사용하게 된다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 선정된 설계 영역에서 커브 피팅을 이용하여 설계 변수를 조합하는 단계(S30)에서는 커브 피팅 방법을 이용하여 설계 변수인 CP1 및 CP2를 제어하여 목적함수가 최대가 될 수 있는 CP1 및 CP2를 조합한다.
이때, 커브 피팅(Curve Fitting)이란 현실적으로 얻을 수 있는 데이터를 이용하여 그 데이터들을 표현할 수 있는 가장 이상적인 수학적인 직선, 혹은 곡선을 얻어내는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법은 커브 피팅 방법 중 하나인 베지어 곡선(Bezier curve)를 사용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
도 6을 참고하면, 베지어 곡선은 컴퓨터 그래픽 및 그 관련 분야에서 자주 사용되는 매개 곡선이다. 베지어 곡선은 부드러운 곡선을 모델링하기 위해 컴퓨터 그래픽 분야에서 널리 사용된다.
본 발명에서는 펌프 효율의 개선 문제를 모델링하기 위해 3차원 베지어 곡선을 사용한다. 3차원 베지어 곡선은 하기 식 2와 같다.
이때, P0, CP1, CP2 및 P1는 3차원 베지어 곡선의 제어점이다.
한편, 내부 유로 단면적인 제어점의 위치를 변경함으로써 목적함수인 펌프 효율의 개선을 위해 필요한 모든 곡선 형태를 얻을 수 있다. 제어점 P0, CP1, CP2, P1의 위치에 따라, 생성되는 베지어 곡선의 형태가 달라진다.
이때, 내부 유로 단면적이 증가하는 지점을 개시점(P0)으로 하고, 임펠러 각도가 360도인 지점을 종료점(P1)으로 할 수 있다. 또한, 2개의 제어점(CP1, CP2)은 개시점과 종료점 사이에서 변할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 3차원 베지어 곡선은 이동되는 제어점 2개(CP1 및 CP2)와 고정되어 있는 개시점(P0) 및 종료점(P1)을 사용하여 베지어 곡선을 생성할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, x축은 벌류트의 각도(θ1)이고, y축은 벌류트의 내부 유로 단면적이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 펌프 효율 개선을 위한 내부 유로 단면적을 얻기 위해 제어점의 위치를 어떻게 제어하는지에 대해 이하 설명한다.
먼저, 4개의 제어점 P0, CP1, CP2, P1 중 제어점 P0와 P1는 서로 마주보는 대각선의 방향에 고정된다. 즉, 도 6을 참고하면 P0는 (0, 0)에, P1는 (360, 6000)에 고정된다.
한편, CP1은 벌류트 각도(θ1)가 120도인 곳이고 CP2는 벌류트의 각도(θ1)가 240도인 곳일 수 있다. 이때 CP1 및 CP2를 위 아래로 이동시켜 제어할 수 있다. 그 결과 P0, CP1, CP2, P1에 의해 베지어 곡선이 생성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 라틴 하이퍼 큐브 샘플링을 통한 12개의 실험점을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에서 선정된 설계 영역에서 수치해석 단계(S40)는 라틴 하이퍼 큐브 샘플링을 통해 복수개의 실험점을 결정하는 단계(S41) 및 복수개의 실험점에서 3차원 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)해석을 통해 목적함수 값을 얻는 단계(S42)를 포함할 수 있다.
라틴 하이퍼 큐브 샘플링을 통해 복수개의 실험점을 결정하는 단계(S41)에서는 베지어 곡선을 통해 구한 제어점(CP1, CP2)을 조합하여 최적의 목적함수 값을 계산할 복수개의 실험점을 결정한다.
이때, 도 7을 참고하면, 다차원의 분포를 갖는 설계 영역에서 특정 실험점을 샘플링하는데 유용한 라틴 하이퍼 큐브 샘플링에 의해 12개의 실험점을 결정한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 복수개의 실험점에서 3차원 RANS해석을 통해 목적함수 값을 얻는 단계(S42)에서는 12개의 실험점에서 목적함수 값을 3차원 RANS해석을 통해 얻는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 라틴 하이퍼 큐브 샘플링에 의해 추출한 12개의 실험점을 통해 벌류트 각도에 따른 내부 유로 단면적을 나타내는 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 복수개의 실험점에서 수치 해석을 통해 목적함수 값을 얻는 단계(S52)에서는 하기 표 2와 같이 12개의 실험점에서 목적함수 값을 수치 해석을 통해 얻는다.
| Ht(m) | 펌프 벌류트 효율(%) | |
| Set 1 | 9.34 | 81.80 |
| Set 2 | 9.46 | 82.81 |
| Set 3 | 9.42 | 82.39 |
| Set 4 | 9.36 | 81.88 |
| Set 5 | 9.50 | 83.05 |
| Set 6 | 9.27 | 81.18 |
| Set 7 | 9.36 | 81.77 |
| Set 8 | 9.46 | 82.82 |
| Set 9 | 9.33 | 81.66 |
| Set 10 | 9.40 | 82.23 |
| Set 11 | 9.41 | 82.39 |
| Set 12 | 9.33 | 81.65 |
| 기준 모델 | 9.41 | 81.38 |
이때, 수치해석 시 유동해석을 위한 RANS 방정식은 유한체적법으로 이산화되었으며, 단일 유로 펌프 벌류트(10)를 통과하는 작동유체는 25도의 물로 한다. 또한, 입구의 경계조건은 균일한 상태의 대기압력이고, 출구조건은 질량 유량이다.
이러한 수치해석단계는 선정된 설계영역에서 수치해석을 수행하여 각 실험점에서의 목적함수 값을 결정하는 것으로 본 발명에서는 ANSYS사의 상용 소프트웨어인 ANSYS CFX-13.0을 사용하여 벌류트의 내부 유동장을 비압축성 3차원 정상상태로 가정하여 수치해석을 수행한다.
이때, 난류모델로는 일반적으로 역 압력구배로 인한 유동박리현상을 예측하는데 있어 성능이 우수하다고 알려진 SST(Shear stress transport)모델을 사용한다. 수치해석을 위한 단일 채널 펌프 벌류트의 격자계는 사면체 격자계를 사용하고 벌류트의 벽 근처 영역에서는 오면체 격자계를 사용하였다.
도 9는 신경회로망 기법에 의해 설계 변수 및 목적 함수에 따른 반응면을 생성하여 목적함수를 최대화할 수 있는 최적의 설계 변수들을 예측한 그래프이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 수치해석결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계(S50)에서는 수치해석단계에서 얻어진 결과를 토대로 하여 설계영역에서 최적점을 탐색한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서 최적점 탐색(S50)은 대리모델(Surrogate model)의 일종인 신경회로망 모델(Radial Basis Neural Networks, RBNN)을 사용하여 최적점을 산출하게 된다.
신경회로망 모델은 경험으로부터 배우고 기존 자료로부터 예측하는 인간의 기능을 알고리즘으로 묘사한 것으로 뉴런이라는 기본 요소에 의해 망의 예측능력을 통하여 가중치를 반영함으로써 최적점을 탐색하게 되는 것이다.
한편 기준 모델과 신경회로망 기법에 의한 최적 형상의 예측된 목적함수와 수치해석을 통해 얻어진 목적함수를 비교한 데이터는 하기 표 3과 같다.
| 신경회로망 기법(RBNN)에 의한 η % | RANS에 의한 η % | |
| 기준 모델 | - | 81.38 |
| 최적화 설계 | 83.43 | 83.05 |
이와 같이 최적화 설계 결과, 신경회로망 기법을 통한 목적함수는 83.43 %로 예측되고, 이를 바탕으로 RANS 해석을 통해 얻어진 목적함수는 83.05 %로 계산된다.
이로부터, 신경회로망 기법을 통해 예측된 목적함수는 RANS 해석을 통해 계산된 값과 비교하여 보았을 때 비교적 정확한 것을 확인할 수 있다.
또한 기준 모델 벌류트는 RANS 해석을 통해 얻어진 목적함수는 81.38 %로 계산되어 최적화 설계 결과 얻어진 목적함수와 대비하여 1.67 % 향상되었음을 확인할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 수치해석단계에서 라틴 하이퍼큐브 샘플링에 의해 얻어진 실험점들에 대한 목적함수의 값을 평가하고 평가된 목적함수들을 바탕으로 하여 신경회로망 모델을 구성한 후 SQP를 사용하여 신경회로망 기법으로부터 최적점을 탐색하게 되는 것이다.
이때 SQP란 비선형 제약조건 내에서 비선형 목적함수를 최적화하기 위한 방법으로 종래부터 사용되는 방법이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한 SQP는 초기값에 따라서 최적점이 변경될 수 있으므로 초기값을 여러 번 변경해가며 신경회로망의 최종 최적점을 구하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 신경회로망 모델에 의해 최적화된 최적점의 3차원 메쉬 플롯을 나타낸다. 최적점은 신경회로망 기법을 이용하여 최적의 설계 변수 값은 CP1은 310 mm2이고, CP2는 3293 mm2이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 목적 함수의 설계 변수에 대한 민감도 분석을 나타낸 그래프이다.
이때 설계 변수의 변화는 최적값의 ±10%로 제한하였고 최적점에서의 목적함수 값을 나타낸다. 민감도 분석결과, 목적함수가 CP1보다 CP2에 좀더 민감하다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 수치해석결과를 통해 설계 영역에서 최적점을 탐색하는 단계(S50)는 최적점이 타당한지 비교하는 단계(S60)를 더 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에서 단일 유로 펌프 벌류트의 수치해석 경계조건 및 격자계를 도시한 사시도이다.
도 12를 참고하면, 이와 같이 설계 변수와 설계영역이 결정되면 해석을 위한 최적의 격자계를 구성하게 되는데 본 발명에서는 격자 의존성을 제거하기 위한 테스트를 단일유로에 대하여 총 150만개의 격자를 펌프 벌류트 효율의 계산에 사용하게 된다.
이때, 설계점에서의 설계 사항은 하기 표 4와 같다.
| 회전 속도 | 1760 rpm |
| 작동 유체 | 물 |
| 경계 조건 | Stage average |
즉, 작동유체는 25도의 물로 한다. 또한, 입구의 경계조건은 균일한 상태의 대기압력이고, 출구조건은 질량 유량이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의해 설계된 단일 유로 펌프 벌류트는 유입구와 배출구가 만곡지게 형성되어 유입구 측의 분뇨, 오폐수, 오물 및 고형물과 같이 점도가 있는 슬러지를 원활하고 용이하게 펌핑할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심펌프는 부피가 큰 고형물이 쉽게 통과할 수 있어 막힘으로 인한 고장 및 파손을 방지할 수 있고, 높은 펌프 효율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법은 수치최적설계를 통해 펌프 효율을 향상시킬 수 있고, 내부 유동에 대한 안정성을 확보할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 원심 펌프 3 : 구동 모터
5 : 구동축 7 : 펌프실
8 : 유입관 8a : 유입구
9 : 배출관 9a : 배출구
10 : 단일 유로 펌프 임펠러 30 : 단일 유로 펌프 벌류트
31 : 벌류트 케이싱 33 : 흡입구
35 : 토출구 41 : 유체 유동 통로
5 : 구동축 7 : 펌프실
8 : 유입관 8a : 유입구
9 : 배출관 9a : 배출구
10 : 단일 유로 펌프 임펠러 30 : 단일 유로 펌프 벌류트
31 : 벌류트 케이싱 33 : 흡입구
35 : 토출구 41 : 유체 유동 통로
Claims (16)
- 단일 유로 펌프 벌류트의 형상을 고려하여 설계 변수 선택 및 목적함수 결정 단계;
상기 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정단계;
상기 선정된 설계 영역에서 커브 피팅을 이용하여 설계 변수를 조합하는 단계;
상기 선정된 설계영역에서 수치해석 단계; 및
상기 수치해석결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계를 포함하되,
상기 설계 변수는 상기 단일 유로 벌류트의 각도에 따라 변할 수 있는 상기 단일 유로 벌류트의 내부 유로 단면적 CP1 및 CP2이고, 상기 목적 함수는 펌프 효율인 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법.
이때, η=펌프 효율, ρ=밀도, g=중력가속도, H=헤드, Q=체적 유량, τ=토크, ω=각속도 - 제1 항에 있어서,
상기 수치 해석 결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계는 상기 최적점이 타당한지 비교하는 단계를 더 포함하는 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 단일 유로 벌류트의 내부 유로 단면적이 가장 작은 부분이 시작하는 지점을 벌류트의 각도 0도로 하고, 가장 큰 지점을 360도로 하며, 상기 벌류트의 각도를 가로축으로 하고, 상기 내부 유로 단면적을 세로축으로 할 때, 상기 CP1 및 상기 CP2는 상기 가로축과 상기 세로축의 임의의 점인 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 벌류트의 각도 120도에서 상기 내부 유로 단면적은 CP1이고, 상기 벌류트 각도 240도에서 상기 내부 유로 단면적이 CP2인 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정 단계는 CP1은 0 mm2 초과 4000 mm2 이하이고, CP2는 2000 mm2 이상이고, 6000 mm2 이하인 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 커브 피팅은 상기 내부 유로 단면적이 증가하는 지점을 개시점으로 하고, 상기 벌류트 각도가 360도인 지점은 종료점으로 하며, 상기 개시점과 상기 종료점 사이에서 상기 2개의 제어점(CP1, CP2)이 변할 때 상기 개시점, 상기 종료점 및 상기 2개의 제어점으로 표현된 베지어 곡선을 생성하는 단계를 포함하는 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 제9 항에 있어서
상기 벌류트의 각도 0도 내지 360도에서 상기 개시점, 상기 종료점 및 상기 2개의 제어점으로 표현된 베지어 곡선을 생성하는 단계를 포함하는 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 선정된 설계 영역에서 수치 해석 단계는 상기 선정된 설계 영역에서 라틴 하이퍼 큐브 샘플링을 통해 복수개의 실험점을 결정하는 단계 및
상기 복수개의 실험점에서 3차원 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes) 해석을 통해 상기 목적함수 값을 얻는 단계를 포함하는 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 수치해석결과를 통해 설계영역에서 최적점을 탐색하는 단계는 신경회로망 모델을 구성한 후 SQP를 사용하여 신경회로망 기법으로부터 최적의 설계 변수값을 결정하는 단계를 포함하는 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 신경회로망 모델을 구성한 후 SQP를 사용하여 신경회로망 기법으로부터 최적의 설계 변수값을 결정하는 단계에서 CP1은 310 mm2 이고, CP2는 3293 mm2 인 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 최적점이 타당한지 비교하는 단계는 신경회로망 기법에 의한 예측된 목적함수 값과 수치해석을 통해 얻어진 목적함수 값을 비교하는 단계를 포함하는 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법. - 제1 항, 제2 항, 제6 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 따른 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계 방법에 의하여 설계된 벌류트를 포함하는 단일 유로 펌프 벌류트.
- 제15 항에 따른 단일 유로 펌프 벌류트;
상기 벌류트의 내부에 유체의 유입과 배출을 위해 회전 가능하도록 결합된 단일 유로 펌프 임펠러를 포함하는 원심 펌프.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150132542A KR101679189B1 (ko) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계방법, 이에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심 펌프 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150132542A KR101679189B1 (ko) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계방법, 이에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심 펌프 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101679189B1 true KR101679189B1 (ko) | 2016-11-25 |
Family
ID=57682569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150132542A KR101679189B1 (ko) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계방법, 이에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심 펌프 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101679189B1 (ko) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101861285B1 (ko) * | 2017-02-22 | 2018-05-28 | 한국생산기술연구원 | 고효율 및 유체 유발 진동 저감형 단일채널펌프 |
| KR101881909B1 (ko) * | 2017-02-22 | 2018-07-27 | 한국생산기술연구원 | 고효율 저유체 유발 진동 단일채널펌프의 설계방법 |
| CN108506223A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-09-07 | 浙江理工大学 | 基于弱可压流动分析的大功率离心泵水力性能预测方法 |
| KR102009261B1 (ko) * | 2018-05-02 | 2019-08-09 | 한국생산기술연구원 | 출력 변경이 용이한 고효율 저유체 유발 진동 단일채널펌프의 설계방법 |
| KR20190118890A (ko) * | 2018-04-11 | 2019-10-21 | 한국생산기술연구원 | 출력 변경이 용이한 고효율 저유체 유발 진동 단일채널펌프 |
| KR102037219B1 (ko) * | 2018-05-16 | 2019-10-29 | 한국생산기술연구원 | 임펠러 재설계에 따라 출력 변경이 가능한 단일채널펌프의 설계방법 |
| WO2020108177A1 (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于离心式回转机械的多工况设计方法和装置 |
| US11210435B2 (en) | 2017-11-24 | 2021-12-28 | Cummins Ltd | Method of designing and producing a turbine |
| CN114109909A (zh) * | 2020-09-01 | 2022-03-01 | 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 | 蜗壳、离心风机、吸油烟机以及蜗壳生成方法 |
| CN117272875A (zh) * | 2023-11-22 | 2023-12-22 | 清华大学 | 燃气轮机侧向进气蜗壳的参数化设计方法 |
| CN117973270A (zh) * | 2024-04-01 | 2024-05-03 | 中国科学院高能物理研究所 | 一种基于自适应代理模型的氖透平气动优化方法 |
-
2015
- 2015-09-18 KR KR1020150132542A patent/KR101679189B1/ko active IP Right Grant
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "반응표면기법을 이용한 원심펌프 임펠러 최적설계 및 벌류트 설계", 유체기계저널 제15권 제3호(페이지 39-45), 2012년 06월* |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101861285B1 (ko) * | 2017-02-22 | 2018-05-28 | 한국생산기술연구원 | 고효율 및 유체 유발 진동 저감형 단일채널펌프 |
| KR101881909B1 (ko) * | 2017-02-22 | 2018-07-27 | 한국생산기술연구원 | 고효율 저유체 유발 진동 단일채널펌프의 설계방법 |
| WO2018155768A1 (ko) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 한국생산기술연구원 | 고효율 저유체 유발 진동 단일채널펌프의 설계방법 |
| WO2018155769A1 (ko) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 한국생산기술연구원 | 고효율 저유체 유발 진동 단일채널펌프 |
| US11210435B2 (en) | 2017-11-24 | 2021-12-28 | Cummins Ltd | Method of designing and producing a turbine |
| CN108506223A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-09-07 | 浙江理工大学 | 基于弱可压流动分析的大功率离心泵水力性能预测方法 |
| KR102102190B1 (ko) | 2018-04-11 | 2020-06-01 | 한국생산기술연구원 | 임펠러 재설계에 따라 출력 변경이 가능한 단일채널펌프의 설계안 도출방법 |
| KR20190118890A (ko) * | 2018-04-11 | 2019-10-21 | 한국생산기술연구원 | 출력 변경이 용이한 고효율 저유체 유발 진동 단일채널펌프 |
| KR102009261B1 (ko) * | 2018-05-02 | 2019-08-09 | 한국생산기술연구원 | 출력 변경이 용이한 고효율 저유체 유발 진동 단일채널펌프의 설계방법 |
| KR102037219B1 (ko) * | 2018-05-16 | 2019-10-29 | 한국생산기술연구원 | 임펠러 재설계에 따라 출력 변경이 가능한 단일채널펌프의 설계방법 |
| WO2020108177A1 (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于离心式回转机械的多工况设计方法和装置 |
| CN114109909A (zh) * | 2020-09-01 | 2022-03-01 | 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 | 蜗壳、离心风机、吸油烟机以及蜗壳生成方法 |
| CN114109909B (zh) * | 2020-09-01 | 2024-03-26 | 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 | 蜗壳、离心风机、吸油烟机以及蜗壳生成方法 |
| CN117272875A (zh) * | 2023-11-22 | 2023-12-22 | 清华大学 | 燃气轮机侧向进气蜗壳的参数化设计方法 |
| CN117272875B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-02-20 | 清华大学 | 燃气轮机侧向进气蜗壳的参数化设计方法 |
| CN117973270A (zh) * | 2024-04-01 | 2024-05-03 | 中国科学院高能物理研究所 | 一种基于自适应代理模型的氖透平气动优化方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101679189B1 (ko) | 단일 유로 펌프 벌류트의 최적화 설계방법, 이에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 벌류트 및 원심 펌프 | |
| KR101629005B1 (ko) | 단일 유로 펌프 임펠러의 최적화 설계방법, 이에 의하여 설계된 단일 유로 펌프 임펠러 및 원심 펌프 | |
| KR101679188B1 (ko) | 단일 유로 펌프 임펠러의 고효율 최적화 설계방법 및 이에 의하여 설계된 고효율 단일 유로 펌프 임펠러 | |
| KR101679186B1 (ko) | 원심 및 사류 펌프 임펠러 최적화 설계 방법, 이에 의하여 설계된 원심 및 사류 펌프 임펠러 및 원심 및 사류 펌프 | |
| KR101808077B1 (ko) | 원심 및 사류 펌프 벌류트의 성능 향상을 위한 설계방법, 이에 의하여 설계된 원심 및 사류 펌프 벌류트, 이를 구비하는 원심 및 사류 펌프 | |
| Pei et al. | Multi-point optimization on meridional shape of a centrifugal pump impeller for performance improvement | |
| Ghadimi et al. | Shape optimization of a centrifugal blood pump by coupling CFD with metamodel-assisted genetic algorithm | |
| KR102423937B1 (ko) | 머신러닝을 이용한 오폐수용 투베인 펌프의 설계방법 및 이에 따라 설계된 오폐수용 투베인 펌프 | |
| KR101671946B1 (ko) | 부등피치 재생 블로워 및 이의 최적화 설계 방법 | |
| KR102037219B1 (ko) | 임펠러 재설계에 따라 출력 변경이 가능한 단일채널펌프의 설계방법 | |
| CN103970937A (zh) | 一种提高离心泵空化性能设计方法 | |
| KR101807418B1 (ko) | 효율 및 양정을 동시에 최적화하는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법, 이에 의하여 설계된 임펠러 및 디퓨저, 이를 구비한 원심 및 사류 펌프 | |
| Parikh et al. | Maximizing the performance of pump inducers using CFD-based multi-objective optimization | |
| KR101861285B1 (ko) | 고효율 및 유체 유발 진동 저감형 단일채널펌프 | |
| Shim et al. | Numerical investigation on hydrodynamic characteristics of a centrifugal pump with a double volute at off-design conditions | |
| KR101808076B1 (ko) | 효율 및 흡입성능을 동시에 최적화하는 원심 및 사류 펌프 임펠러 최적화 설계 방법, 이에 의하여 설계된 원심 및 사류 펌프 임펠러 및 원심 및 사류 펌프 | |
| KR102102190B1 (ko) | 임펠러 재설계에 따라 출력 변경이 가능한 단일채널펌프의 설계안 도출방법 | |
| Abbas | Cavitation in centrifugal pumps | |
| KR20190048671A (ko) | 콤팩트하고 단순화한 사류 펌프의 디퓨저 설계 방법, 이에 의하여 설계된 디퓨저 및 이를 구비한 사류 펌프 | |
| KR102009261B1 (ko) | 출력 변경이 용이한 고효율 저유체 유발 진동 단일채널펌프의 설계방법 | |
| KR20140053694A (ko) | 펌프 임펠러 | |
| Li | Validating full cavitation model with an experimental centrifugal pump | |
| KR102595629B1 (ko) | 임펠러와 유로를 고려한 오폐수용 펌프의 설계방법 및 이에 의한 오폐수용 펌프 | |
| KR20240140301A (ko) | 펌프 에너지 소비효율 증대를 위한 임펠러 유로 설계 및 라운드 산출 방법 | |
| KR20190131313A (ko) | 임펠러 재설계에 따라 출력 변경이 가능한 단일채널펌프 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190925 Year of fee payment: 4 |