KR20120080876A - Apparatus of testing ldi(liquid droplet impingement) erosion induced by high speed 2 phase flow - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid.
고속 유체가 어떤 물체와 충돌하면 침식현상이 발생되며, 이러한 침식현상을 예상하여 장비, 설비 등을 설계하는 것이 중요하다. 일반적으로 고속 유체와의 충돌로 인한 침식현상이 문제되는 경우로는, 비행기의 캐노피나 발전소의 터빈블레이드와 같이 유체가 기기의 외부에 충돌하여 침식현상이 발생하는 경우 또는 원자력발전소를 포함한 산업설비에서 사용되는 배관 내에서 고속 유체로 인한 침식 현상이 발생되는 경우가 있다. When a high velocity fluid collides with an object, erosion occurs, and it is important to design equipment, facilities, etc. in anticipation of such erosion. In general, the erosion caused by the collision with high-speed fluid is a problem, such as the canopy of an airplane, the turbine blade of a power plant, the erosion occurs due to the fluid colliding with the outside of the equipment, or in industrial facilities including nuclear power plants Erosion may occur due to high velocity fluid in the pipe used.
본 발명은 고속 2상 유체가 물체(재료시편)를 직접 타격하는 경우, 유체의 속도, 유체 내의 습분 함량, 재료시편과 분사노즐 간의 거리 등을 조절하면서 침식현상을 모사할 수 있도록 한 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치를 제공함을 그 목적으로 한다.In the present invention, when a high-speed two-phase fluid directly strikes an object (material specimen), the high-speed two-phase fluid can simulate the erosion while controlling the speed of the fluid, the moisture content in the fluid, and the distance between the material specimen and the injection nozzle. An object of the present invention is to provide a droplet collision erosion test apparatus due to a collision of fluids.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치는, 압축공기를 생성하는 공기압축기; 상기 공기압축기에 의해 생성된 압축공기를 저장하는 공기저장탱크; 상기 공기저장탱크에 저장된 압축공기가 이송되는 압축공기공급라인; 상기 압축공기공급라인에 연결되는 분사노즐; 상기 분사노즐에 연결되는 물공급라인; 상기 물공급라인에 배치되는 수량조절밸브; 및 상기 분사노즐에 의해 분사된 분사유체와 충돌하는 재료시편이 수용되는 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of the high speed two-phase fluid according to the present invention for achieving the above object, an air compressor for generating compressed air; An air storage tank for storing compressed air generated by the air compressor; A compressed air supply line through which compressed air stored in the air storage tank is transferred; An injection nozzle connected to the compressed air supply line; A water supply line connected to the injection nozzle; A water quantity control valve disposed in the water supply line; And a case in which a material specimen colliding with the injection fluid injected by the injection nozzle is accommodated.
또한, 상기 압축공기공급라인을 경유하는 상기 압축공기의 압력을 조절하도록, 상기 압축공기공급라인에 제1 압력조절밸브를 더 구비하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a first pressure control valve in the compressed air supply line to adjust the pressure of the compressed air via the compressed air supply line.
또한, 상기 제1 압력조절밸브에 의해 조절된 상기 압축공기의 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터가 상기 압축공기공급라인에 더 구비된 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a regulator for maintaining a constant pressure of the compressed air controlled by the first pressure regulating valve is further provided in the compressed air supply line.
또한, 상기 압축공기에 포함된 이물질을 여과하는 필터가 상기 압축공기공급라인에 설치된 것이 바람직하다.In addition, the filter for filtering the foreign matter contained in the compressed air is preferably installed in the compressed air supply line.
또한, 상기 압축공기의 압력 및 유량을 측정하도록 상기 압축공기공급라인에 제1 압력계 및 제1 유량계가 설치되고, 상기 물공급라인을 경유하는 물의 압력 및 유량을 측정하도록 상기 물공급라인에 제2 압력계 및 제2 유량계가 설치된 것이 바람직하다.In addition, a first pressure gauge and a first flow meter are installed in the compressed air supply line to measure the pressure and the flow rate of the compressed air, and a second in the water supply line to measure the pressure and flow rate of the water passing through the water supply line. It is preferable that a pressure gauge and a second flowmeter are provided.
또한, 상기 압축공기의 습분을 제거하도록, 상기 압축공기공급라인에 드라이어가 배치된 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a dryer is disposed in the compressed air supply line to remove moisture of the compressed air.
또한, 상기 레귤레이터와 상기 분사노즐 사이의 상기 압축공기공급라인에 배치되며, 상기 압축공기의 압력을 조절하는 제2 압력조절밸브가 구비된 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that a second pressure control valve is disposed in the compressed air supply line between the regulator and the injection nozzle and adjusts the pressure of the compressed air.
또한, 상기 공기압축기는 서로 병렬로 연결된 제1,2 공기압축기로 구성되며, 상기 제1,2 공기압축기는 서로 동시에 운전되지 않는 것이 바람직하다. In addition, the air compressor is composed of first and second air compressors connected in parallel to each other, it is preferable that the first and second air compressors are not operated simultaneously with each other.
또한, 상기 케이스는 상기 재료시편이 놓이는 받침부와, 상기 분사노즐로부터 분사된 분사유체를 저장하는 저장부와, 상기 저장부의 상측에서 상기 받침부를 커버하는 커버를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the case preferably includes a support portion on which the material specimen is placed, a storage portion for storing the injection fluid injected from the injection nozzle, and a cover for covering the support portion at the upper side of the storage portion.
또한, 상기 물공급라인은 상기 저장부에 연결되며, 상기 물공급라인에는 상기 저장부에 저장된 분사유체를 상기 분사노즐 측으로 펌핑하는 워터펌프가 구비된 것이 바람직하다. In addition, the water supply line is connected to the storage unit, the water supply line is preferably provided with a water pump for pumping the injection fluid stored in the storage unit to the injection nozzle side.
또한, 상기 물공급라인을 경유하는 물에 포함된 이물질을 제거하도록, 상기 물공급라인에 워터스트레이너가 구비된 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a water strainer is provided in the water supply line to remove foreign substances contained in the water passing through the water supply line.
또한, 상기 공기저장탱크에는 과압으로 인한 손상을 방지하기 위한 릴리프밸브가 더 구비된 것이 바람직하다. In addition, the air storage tank is preferably further provided with a relief valve for preventing damage due to overpressure.
또한, 상기 공기저장탱크는 그 내부 압력을 센싱하는 압력센서를 구비하고, 상기 압력센서는 상기 공기저장탱크의 압력이 일정수준에 도달하면 압력도달신호를 생성하여 상기 공기압축기로 전송하며, 상기 공기압축기는 상기 압력도달신호의 수신시 가동을 중단하는 것이 바람직하다. In addition, the air storage tank is provided with a pressure sensor for sensing the internal pressure, the pressure sensor generates a pressure reaching signal when the pressure of the air storage tank reaches a predetermined level and transmits to the air compressor, the air The compressor is preferably stopped when receiving the pressure reaching signal.
또한, 상기 분사노즐과 상기 재료시편 사이의 거리는 조절가능한 것이 바람직하다. In addition, the distance between the injection nozzle and the material specimen is preferably adjustable.
또한, 상기 분사노즐이 결합되는 노즐지지봉; 상기 노즐지지봉이 착탈가능하게 결합되는 지지봉파지부; 상기 지지봉파지부가 결합되는 지지블럭; 상기 지지블럭이 결합되며, 상기 케이스에 고정되는 지지대;를 포함하여, 상기 지지봉파지부에 결합되는 상기 노즐지지봉의 높이를 조절하여 상기 분사노즐과 상기 재료시편의 거리가 조절되는 것이 바람직하다. In addition, the nozzle support rod is coupled to the injection nozzle; A support rod gripping portion to which the nozzle support rod is detachably coupled; A support block to which the support rod gripping portion is coupled; It is preferable that the support block is coupled, the support is fixed to the case; including, the distance between the injection nozzle and the material specimen is adjusted by adjusting the height of the nozzle support rod coupled to the support rod holding portion.
또한, 상기 지지블럭에는 눈금자가 결합되고, 상기 노즐지지봉에는 상기 눈금자의 눈금을 가리키는 지시편이 결합된 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a ruler is coupled to the support block, and an indicator piece indicating a scale of the ruler is coupled to the nozzle support rod.
본 발명에 따른 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치는, 유체의 속도, 유체 내의 습분 함량, 재료시편과 분사노즐 간의 거리 등을 조절하면서 침식현상을 모사할 수 있는 효과를 제공한다.The droplet collision erosion test apparatus due to the collision of the high speed two-phase fluid according to the present invention provides an effect that can simulate the erosion while controlling the speed of the fluid, the moisture content in the fluid, the distance between the material specimen and the injection nozzle. .
도1은 본 발명 실시예에 따른 실험장치의 개념도,
도2은 도1의 요부를 발췌하여 도시한 도면이다. 1 is a conceptual diagram of an experimental apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram illustrating an essential part of FIG. 1;
본 발명은 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치에 관한 것이다. 본 발명에 있어서, 상기 2상 유체라 함은 공기와 물이 혼합된 혼합유체를 의미한다.The present invention relates to a droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid. In the present invention, the two-phase fluid means a mixed fluid in which air and water are mixed.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명 실시예에 따른 실험장치의 개념도이고, 도2은 도1의 요부를 발췌하여 도시한 도면이다.1 is a conceptual diagram of an experimental apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing an extract of the main portion of FIG.
먼저 도1을 참조하면, 본 발명 실시예에 따른 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치는, 공기압축기(10), 공기저장탱크(20), 압축공기공급라인(30), 분사노즐(50), 물공급라인(60), 수량조절밸브(70), 및 케이스(80)를 포함한다.Referring first to Figure 1, the droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid according to an embodiment of the present invention, the
상기 공기압축기(10)는 압축공기를 생성하기 위해서 마련된다. 상기 공기압축기(10)에 의해 고압의 압축공기가 생성되며, 본 실시예에서 상기 공기압축기(10)로는 제1,2 공기압축기(11,12)가 사용된다. The
도1에 도시된 바와 같이, 상기 제1,2 공기압축기(11,12)는 서로 병렬로 연결되어 있다. 상기 제1,2 공기압축기(11,12)는 서로 동시에 운전되지 않는다. 즉, 제1 공기압축기(11)가 운전 중에는 제2 공기압축기(12)는 운전되지 않으며, 상기 제2 공기압축기(12)가 운전 중에는 제1 공기압축기(11)는 운전되지 않는다. As shown in FIG. 1, the first and
이와 같이, 상기 제1,2 공기압축기(11,12)를 병렬 연결하여 운전함으로써, 제1,2 공기압축기(11,12) 중 어느 하나가 운전이 불가능하여 수리하는 경우에도 나머지 하나의 공기압축기를 이용하여 지속적으로 실험할 수 있다.As such, by connecting the first and
상기 공기압축기(10)는 후술할 공기저장탱크(20) 내의 압력이 사용자가 설정한 일정수준의 설정압력에 도달하면 운전을 정지한다. 따라서 상기 설정압력에 도달할 때까지 상기 공기압축기(10)는 연속적으로 운전된다.The
상기 공기저장탱크(20)는 실험에 필요한 충분한 압축공기를 확보하기 위해서 마련된다. 상기 공기압축기(10)에 의해 생성된 압축공기는 사용자가 미리 설정한 설정압력에 도달할 때까지 공기저장탱크(20)로 이송되어 저장된다. The
상기 공기저장탱크(20)와 상기 공기압축기(10)는 압축공기이송라인(160)으로 연결된다. 상기 압축공기이송라인(160)은 공기압축기(10)에 의해 생성된 압축공기가 공기저장탱크(20)로 이송되는 경로를 제공한다.The
상기 공기저장탱크(20)는 그 내부 압력을 센싱하는 압력센서(22)를 구비한다. 상기 압력센서(22)는 공기저장탱크(20) 내의 압력이 사용자가 설정한 일정수준의 설정압력에 도달하면 압력도달신호를 생성하여 상기 공기압축기(10)로 전송한다. 상기 공기압축기(10)는 상기 압력도달신호의 수신시 가동을 중지한다.The
또한, 상기 공기저장탱크(20)에는 릴리프밸프(21)가 구비된다. 상기 릴리프밸브(21)는 공기저장탱크(20)가 과압으로 인하여 손상되는 것을 방지하기 위해 마련된 것이며, 본 실시예에서 상기 공기저장탱크(20)의 상단부에 마련된다. In addition, the
따라서, 상기 공기저장탱크(20)는 실험에 필요한 압축공기를 충분히 확보하는 기능을 수행함과 동시에, 상기 공기저장탱크(20) 내의 압력이 사용자가 설정한 설정압력에 도달하게 되면 공기압축기(10)의 운전을 정지시키는 기능을 수행하게 된다. 따라서 공기압축기(10)의 연속운전으로 인한 손상을 미연에 방지하는 기능을 수행한다.Therefore, the
상기 압축공기공급라인(30)은 상기 공기저장탱크(20)에 저정된 압축공기를 후술하는 분사노즐(50) 측으로 이송시키기 위해 마련된다. The compressed
상기 분사노즐(50)은 압축공기공급라인(30)에 연결된다. 구체적으로, 분사노즐(50)은 압축공기공급라인(30)의 일단부에 연결된다. 분사노즐(50)은 후술할 물공급라인(60)으로부터 공급된 물과 압축공기공급라인(30)으로부터 공급된 압축공기가 서로 혼합된 분사유체(2상 유체)를 재료시편(1)을 향하여 분사하는 역할을 수행한다.The
상기 물공급라인(60)은 상기 분사노즐(50)에 연결되며, 상기 물공급라인(60)에는 수량조절밸브(70)가 배치된다. 상기 수량조절밸브(70)의 개폐정도를 조절함으로써, 분사노즐(50)로부터 재료시편(1)에 분사되는 분사유체에 함유된 습분의 양을 조절할 수 있다. 따라서, 다양한 습분에 따른 액적충돌시의 침식현상을 모사할 수 있다. The
상기 케이스(80)는 분사노즐(50)에 의해 분사된 분사유체와 충돌하는 재료시편(1)을 수용하기 위해서 마련된다. 도2에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(80)는 받침부(81), 저장부(82), 커버(83)를 포함한다. The
상기 받침부(81)는 상기 재료시편(1)이 놓이는 부분이고, 상기 저장부(82)는 상기 분사노즐(50)로부터 분사된 분사유체를 저장하기 위해 마련된다. 상기 저장부(82)의 상측에는 받침부(81)가 거치되는 홀(84)이 형성되고, 분사유체는 상기 홀(84)를 통과하여 저장부(82)에 저장된다.The
상기 커버(83)는 상기 저장부(82)의 상측에서 상기 받침부(81)를 커버한다. 구체적으로, 상기 커버(83)는 저장부(82)의 홀(84)을 덮는다. 상기 분사노즐은 (50)은 커버(83) 내에 배치된다. 본 실시예에서, 상기 커버(83), 저장부(82)는 투명한 소재로 이루어져 그 내부가 관찰가능하다.The
본 실시예에서, 상기 물공급라인(60)의 일단부는 분사노즐(50)에 연결되고, 타단부는 상기 저장부(82)에 연결되어 있다. 이와 같이 구성하여 저장부(82)에 저장된 분사유체는 분사노즐(50) 및 저장부(82)를 순환하여 재사용된다. In this embodiment, one end of the
또한, 본 실시예에서, 상기 물공급라인(60)에는 상기 저장부(82)에 저장된 분사유체를 분사노즐(50) 측으로 펌핑하는 워터펌프(150)가 구비된다. 물론, 상기 물공급라인(60)의 타단부는 별도의 물공급부(미도시)에 연결하여 물을 공급받을 수도 있다. In addition, in the present embodiment, the
본 실시예에서, 상기 분사노즐(50)과 상기 재료시편(1) 사이의 거리는 조절가능하게 구성된다. 도2를 참조하면, 상기 분사노즐(50)과 상기 재료시편(1) 사이의 거리를 조절하기 위해서, 노즐지지봉(51), 지지봉파지부(53), 지지블럭(52), 지지대(54)를 구비한다. 도2에 있어서, 분사노즐(50)에 연결되는 물공급라인(60) 및 압축공기공급라인(30)은 생략되어 도시되었다.In this embodiment, the distance between the
도2를 참조하면, 상기 노즐지지봉(51)은 상하방향으로 연장되며, 상기 분사노즐(50)이 결합된다. 상기 지지봉파지부(53)는 상기 노즐지지봉(51)을 착탈가능하게 결합시키기 위해 구비된다. 본 실시예에서, 상기 노즐지지봉(51)은 상기 지지봉파지부(53)에 삽입되어 클램핑된다. 물론, 착탈가능하게 결합되는 방식은 클램핑으로 한정되지 않는다.Referring to Figure 2, the
상기 지지블럭(52)은 상기 지지봉파지부(53)가 결합되는 부분이며, 상기 지지블럭(52)은 지지대(54)에 결합된다. 상기 지지대(54)는 "П" 형으로 이루어지고, 케이스(80)에 고정된다. 상기 분사노즐(50)과 재료시편(1)의 거리는, 상기 노즐지지봉(51)과 상기 지지봉파지부(53)의 클램핑을 해제한 후, 노즐지지봉(51)의 높이를 조절하여 다시 클램핑함으로써 조절가능하다.The
상기 지지블럭(52)에는 눈금자(55)가 결합되고, 상기 노즐지지봉(51)에는 상기 눈금자(55)를 가리키는 지시편(56)이 결합되어, 분사노즐(50)과 재료시편(1) 사이의 거리를 용이하게 알 수 있다. A
한편, 본 발명 실시예에 따른 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치는, 드라이어(40), 제1,2 압력조절밸브(90,91), 레귤레이터(100), 필터(110), 제1,2 유량계(120,130), 제1,2 압력계(140,180), 워터스트레이너(170)를 더 구비한다. On the other hand, the droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of the high-speed two-phase fluid according to an embodiment of the present invention, the
상기 드라이어(40)는 상기 압축공기공급라인(30)에 배치되며, 압축공기 내에 존재하는 습분을 제거한다. 본 실시예에서, 상기 드라이어(40)에 의해 압축공기 내의 습분은 완전히 제거된다.The
상기 제1 압력조절밸브(90)는 상기 압축공기공급라인(30)을 경유하는 압축공기의 압력을 조절하기 위해서 구비된다. 상기 제1 압력조절밸브(90)의 개폐정도를 조절함으로써 압축공기의 압력이 조절되고, 결과적으로 분사노즐(50)로부터 분사되는 분사유체의 분사속도가 조절된다. 따라서, 상기 제1 압력조절밸브(90)에 의해 분사유체의 분사속도를 조절하여 다양한 분사유체의 분사속도에 따른 실험환경을 재현할 수 있는 효과를 제공한다. The first
상기 레귤레이터(100)는 상기 제1 압력조절밸브(90)에 의해 조절된 압축공기의 압력을 일정하게 유지하게 위해서 마련된다. 상기 레귤레이터(100)에 의해 압축공기의 맥동이 제거된다. The
상기 제2 압력조절밸브(91)는 상기 제1 압력조절밸브(90)와 상기 분사노즐(50) 사이의 압축공기공급라인(30) 상에 마련된다. 본 실시예에서, 상기 제2 압력조절밸브(91)는 분사노즐(50)에 근접하게 배치되어 있으며, 분사노즐(50)로 주입되는 압축공기의 압력을 미세하게 컨트롤하는 기능을 수행한다. The second
상기 필터(110)는 압축공기 내에 포함된 이물질을 여과하기 위해 구비된다. 상기 필터(110)에 의해 압축공기 내에 포함된 미세먼지 등이 제거된다. 따라서, 분사노즐(50)에 의해 분사되는 분사유체는 물과 공기가 혼합된 이상적인 2상 유체가 되므로, 2상 유체에 의한 침식현상을 정확하게 예측하는 효과를 제거한다. 즉, 미세먼지 등에 의해 재료시편(1)에 발생되는 침식현상은 발생되지 않게 되는 것이다.The
상기 제1 압력계(140)는 압축공기공급라인(30)을 경유하는 압축공기의 압력이 사용자가 지정한 압력과 정확하게 일치하는가 체크하기 위해서 구비되고, 상기 제2 압력계(180)는 물공급라인(60)을 경유하는 물의 압력이 사용자가 지정한 압력과 정확하게 일치하는가 체크하기 위해서 구비된다. The
상기 제1,2 유량계(120,130)는 2상 유체의 습분함량을 보다 정확하게 설정하기 위해 구비된다. 상기 제1 유량계(120)는 상기 압축공기공급라인(30)에 설치되고, 상기 제2 유량계(130)는 상기 물공급라인(60)에 설치된다. 사용자는 상기 제1 유량계(120)에 의해 단위시간당 압축공기의 체적량을 예측할 수 있다. The first and
따라서 압축공기에 포함된 습분함량을 수량조절밸브(70)로 조절할 때, 상기 제1,2 유량계(120,130)의 유량을 이용하여 압축공기가 원하는 습분함량을 갖도록 정확하게 조절할 수 있다.Therefore, when the moisture content contained in the compressed air is adjusted by the water
상기 워터스트레이너(170)는 물공급라인을 경유하는 물에 포함된 이물질을 제거하기 위해 구비된다. 본 실시예에서, 상기 워터스트레이너(170)는 워터펌프(150)와 제2 유량계(130) 사이에 배치된다.The
이하, 상기 구성에 따른 본 실시예의 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치의 작용을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the operation of the droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of the high speed two-phase fluid of the present embodiment according to the above configuration will be described in detail.
먼저, 공기압축기(10)가 고압의 압축공기를 생성하고, 상기 압축공기는 압축공기이송라인(160)을 따라 공기저장탱크(20)로 이송되어 저장된다. 이때, 상기 공기압축기(10)는 상기 공기저장탱크(20)의 내부압력이 사용자가 설정한 설정압력에 도달할 때까지 운전되고, 상기 공기저장탱크(20)의 내부압력이 상기 설정압력에 도달하면 압력센서(22)는 압력도달신호를 생성하여 공기압축기(10)로 전송한다. 상기 공기압축기(10)는 상기 압력도달신호를 수신하여 운전을 정지한다.First, the
상기 공기저장탱크(20)로 이송된 압축공기는 압축공기공급라인(30)을 경유한다. 그 과정 중에 제1 압력조절밸브(90)에 의해 압축공기의 압력이 1차적으로 조절되고, 드라이어(40)에 의해 습분이 제거되며, 압축공기는 필터(110)를 거치면서 미세먼지 등이 제거된다. 이어서, 레귤레이터(100)에 의해 상기 제1 압력조절밸브(90)에 의해 조절된 압축공기의 압력은 일정하게 유지되게 된다.The compressed air transferred to the
본 실시예에서, 압축공기공급라인(30)에는 공기저장탱크(20)로부터 분사노즐(50) 측으로, 제1 압력조절밸브(90), 드라이어(40), 필터(110)의 순서대로 배치되어 있으나, 그 순서는 변경될 수 있다. 예컨대, 제1 압력조절밸브(90), 필터(110), 드라이어(40)로 배치되거나, 필터(110), 제1 압력조절밸브(90), 드라이어(40) 순 등으로도 배치가능하다. In this embodiment, the compressed
한편, 케이스(80)의 저장부(82)에는 급수라인(200)을 통해 물이 일정 정도 수준으로 채워진다. 저장부(82)에 채워진 물은 워터펌프(150)에 의해 분사노즐(50) 측으로 물공급라인(60)을 따라서 공급된다. 이때 수량조절밸브(70)에 의해 수량이 조절된다.On the other hand, the
이어서, 분사노즐(50)은 압축공기공급라인(30)으로부터 공급된 압축공기와, 물공급라인(60)으로부터 공급된 물이 혼합된 분사유체(2상 유체)를 재료시편(1)에 분사하게 되어 액적충돌로 인한 침식현상을 모사하게 된다. Subsequently, the
분사유체는 케이스(80)의 하부 저장부(82)에 저장되어 다시 워터펌프(150)에 의해 분사노즐(50) 측으로 순환 공급되므로, 최초 급수라인(200)에 의해 물이 제공되면 추가적으로 별도의 물 공급을 요하지 않는다. 다만, 저장부(82)에 저장된 물은 급수라인(200) 상의 급수밸브(210)를 개방하여 보충할 수 있으며, 저장부(82)에 저장된 물을 새로운 물로 교환하기 위해 배수라인(220) 상의 배수밸브(230)를 통해 물을 드레인할 수 있다.The injection fluid is stored in the
이처럼, 본 발명 실시예에 따른 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치는, 물과 공기가 혼합된 분사유체(2상 유체)의 습분함량을 조절하여 다양한 실험환경을 모사한다. 특히, 제1,2 유량계(120,130)를 이용하여 분사유체의 정확한 습분함량을 예측하여 실험할 수 있다. As described above, the droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of the two-phase fluid according to the embodiment of the present invention simulates various experimental environments by adjusting the moisture content of the injection fluid (two-phase fluid) mixed with water and air. In particular, the first and second flowmeters (120, 130) can be used to predict and experiment the exact moisture content of the injection fluid.
뿐만 아니라, 제1,2 압력조절밸브(90,91)에 의해 분사유체의 분사속도를 달리하여 다양한 실험환경을 모사할 수 있으며, 분사유체와 재료시편의 거리를 조절하여 분사유체와 재료시편의 거리에 따른 침식현상을 모사할 수 있다.In addition, the first and second
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and many other modifications can be provided without departing from the scope of the present invention.
10... 공기압축기 11... 제1 공기압축기
12... 제2 공기압축기 20... 공기저장탱크
21... 릴리프밸브 22... 압력센서
30... 압축공기공급라인 40... 드라이어
50... 분사노즐 51... 노즐지지봉
52... 지지블럭 53... 지지봉파지부
54... 지지대 55... 눈금자
56... 지시편 60... 물공급라인
70... 수량조절밸브 80... 케이스
81... 받침부 82... 저장부
83... 커버 84... 홀
90... 제1 압력조절밸브 91... 제2 압력조절밸브
100... 레귤레이터 110... 필터
120... 제1 유량계 130... 제2 유량계
140... 제1 압력계 150... 워터펌프
160... 압축공기이송라인 170... 워터스트레이너
180... 제2 압력계 190... 디스플레이부
200... 급수라인 210... 급수밸브
220... 배수라인 230... 배수밸브
1... 재료시편10 ...
12 ...
21 ...
30 ... compressed
50 ...
52.
54 ...
56 ...
70 ...
81 ...
83 ... cover 84 ... hole
90 ... 1st
100 ...
120 ...
140 ...
160 ... compressed
180 ...
200 ...
220 ...
1. Material Specimen
Claims (16)
상기 공기압축기에 의해 생성된 압축공기를 저장하는 공기저장탱크;
상기 공기저장탱크에 저장된 압축공기가 이송되는 압축공기공급라인;
상기 압축공기공급라인에 연결되는 분사노즐;
상기 분사노즐에 연결되는 물공급라인;
상기 물공급라인에 배치되는 수량조절밸브; 및
상기 분사노즐에 의해 분사된 분사유체와 충돌하는 재료시편이 수용되는 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.An air compressor for generating compressed air;
An air storage tank for storing compressed air generated by the air compressor;
A compressed air supply line through which compressed air stored in the air storage tank is transferred;
An injection nozzle connected to the compressed air supply line;
A water supply line connected to the injection nozzle;
A water quantity control valve disposed in the water supply line; And
Droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of a high-speed two-phase fluid, characterized in that it comprises a case containing a material specimen colliding with the injection fluid injected by the injection nozzle.
상기 압축공기공급라인을 경유하는 상기 압축공기의 압력을 조절하도록, 상기 압축공기공급라인에 제1 압력조절밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 1,
And a first pressure control valve is provided in the compressed air supply line to adjust the pressure of the compressed air via the compressed air supply line.
상기 제1 압력조절밸브에 의해 조절된 상기 압축공기의 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터가 상기 압축공기공급라인에 더 구비된 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 2,
And a regulator for maintaining a constant pressure of the compressed air controlled by the first pressure regulating valve is further provided in the compressed air supply line.
상기 압축공기에 포함된 이물질을 여과하는 필터가 상기 압축공기공급라인에 설치된 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 1,
Droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid, characterized in that the filter for filtering foreign matter contained in the compressed air is installed in the compressed air supply line.
상기 압축공기의 압력 및 유량을 측정하도록 상기 압축공기공급라인에 제1 압력계 및 제1 유량계가 설치되고, 상기 물공급라인을 경유하는 물의 압력 및 유량을 측정하도록 상기 물공급라인에 제2 압력계 및 제2 유량계가 설치된 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 1,
A first pressure gauge and a first flow meter are installed in the compressed air supply line to measure the pressure and flow rate of the compressed air, and a second pressure gauge in the water supply line to measure the pressure and flow rate of the water passing through the water supply line. Drop collision collision test apparatus due to collision of high-speed two-phase fluid, characterized in that the second flow meter is installed.
상기 압축공기의 습분을 제거하도록, 상기 압축공기공급라인에 드라이어가 배치된 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 1,
Dropper collision erosion experiment apparatus due to the collision of the high-speed two-phase fluid, characterized in that the dryer is arranged in the compressed air supply line to remove the moisture of the compressed air.
상기 레귤레이터와 상기 분사노즐 사이의 상기 압축공기공급라인에 배치되며, 상기 압축공기의 압력을 조절하는 제2 압력조절밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 3,
Drop collision collision test apparatus due to collision of high-speed two-phase fluid is disposed in the compressed air supply line between the regulator and the injection nozzle, characterized in that the second pressure control valve for adjusting the pressure of the compressed air is provided. .
상기 공기압축기는 서로 병렬로 연결된 제1,2 공기압축기로 구성되며, 상기 제1,2 공기압축기는 서로 동시에 운전되지 않는 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 1,
The air compressor is composed of first and second air compressors connected in parallel to each other, the first and second air compressor droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid, characterized in that not operating at the same time.
상기 케이스는 상기 재료시편이 놓이는 받침부와, 상기 분사노즐로부터 분사된 분사유체를 저장하는 저장부와, 상기 저장부의 상측에서 상기 받침부를 커버하는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 1,
The case includes a support portion on which the material specimen is placed, a storage portion for storing the injection fluid injected from the injection nozzle, and a cover for covering the support portion at an upper side of the storage portion. Drop collision erosion experiment apparatus due to collision.
상기 물공급라인은 상기 저장부에 연결되며,
상기 물공급라인에는 상기 저장부에 저장된 분사유체를 상기 분사노즐 측으로 펌핑하는 워터펌프가 구비된 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.10. The method of claim 9,
The water supply line is connected to the storage unit,
The water supply line is a droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid, characterized in that the water pump for pumping the injection fluid stored in the storage to the injection nozzle side.
상기 물공급라인을 경유하는 물에 포함된 이물질을 제거하도록, 상기 물공급라인에 워터스트레이너가 구비된 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 10,
Dropper collision erosion experiment apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid, characterized in that the water strainer is provided in the water supply line, to remove the foreign matter contained in the water passing through the water supply line.
상기 공기저장탱크에는 과압으로 인한 손상을 방지하기 위한 릴리프밸브가 더 구비된 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 1,
Droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of the high-speed two-phase fluid, characterized in that the air storage tank is further provided with a relief valve to prevent damage due to overpressure.
상기 공기저장탱크는 그 내부 압력을 센싱하는 압력센서를 구비하고, 상기 압력센서는 상기 공기저장탱크의 압력이 일정수준에 도달하면 압력도달신호를 생성하여 상기 공기압축기로 전송하며,
상기 공기압축기는 상기 압력도달신호의 수신시 가동을 중단하는 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 1,
The air storage tank is provided with a pressure sensor for sensing the internal pressure, the pressure sensor generates a pressure reaching signal when the pressure of the air storage tank reaches a predetermined level, and transmits to the air compressor,
The air compressor is droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid, characterized in that the operation stops when receiving the pressure reaching signal.
상기 분사노즐과 상기 재료시편 사이의 거리는 조절가능한 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 1,
Drop collision collision test apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid, characterized in that the distance between the injection nozzle and the material specimen is adjustable.
상기 분사노즐이 결합되는 노즐지지봉;
상기 노즐지지봉이 착탈가능하게 결합되는 지지봉파지부;
상기 지지봉파지부가 결합되는 지지블럭;
상기 지지블럭이 결합되며, 상기 케이스에 고정되는 지지대;를 포함하여, 상기 지지봉파지부에 결합되는 상기 노즐지지봉의 높이를 조절하여 상기 분사노즐과 상기 재료시편의 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.The method of claim 12,
A nozzle support rod to which the injection nozzle is coupled;
A support rod gripping portion to which the nozzle support rod is detachably coupled;
A support block to which the support rod gripping portion is coupled;
The support block is coupled, the support is fixed to the case; including, the high speed characterized in that the distance between the injection nozzle and the material specimen is adjusted by adjusting the height of the nozzle support rod coupled to the support rod holding portion Experiment of droplet collision erosion due to collision of two-phase fluid.
상기 지지블럭에는 눈금자가 결합되고, 상기 노즐지지봉에는 상기 눈금자의 눈금을 가리키는 지시편이 결합된 것을 특징으로 하는 고속 2상 유체의 충돌로 인한 액적충돌침식 실험장치.16. The method of claim 15,
The support block is coupled to the ruler, the nozzle support rod is droplet collision erosion experiment apparatus due to the collision of high-speed two-phase fluid, characterized in that coupled to the indicator indicating the scale of the ruler.
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