침수선박 구조를 위한 대용량 배수펌프 개발
Development of Drainage Pump for Rescue Sinking Ship
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초록
국내에는 아직 침수선박 구조용 대용량 배수펌프에 대한 기술개발 사례가 없는 상황이다. 현재 침수선박 구조를 위해 농업용 배수펌프가 사용되고 있으나 실효성이 현저히 떨어지며, 낮은 배수량, 이물질 걸림 현상, 겨울철 운전 오작동등의 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 해양에서 신속한 침수선박의 구조를 위해 현재 장비가 가지는 문제점을 개선하여 분당 20 톤의 배수량을 가지는 대용량 배수펌프 시스템을 개발하고자 한다. 대용량 배수펌프 시스템은 펌프 배출구를 통해 배출되는 흡입양정 8 m에서 분당 20 톤의 해수를 배출하는 것을 목표로 배수펌프 시스템 설계 및 개발을 수행하였다. 펌프종류는 조선해양 분야에서 액체를 이송하는데 가장 많이 사용되는 원심펌프를 채택하였으며, 요구 시방을 기초로 펌프를 설계하였다. 임펠러 블레이드는 요구 시방과 Stepanoff 설계 상수를 이용하여 임펠러 제원과 블레이드 입출구각을 도출하였고, 설계된 임펠러와 하우징 형상에서 목표 유량 만족 여부를 확인하기 위해 유동해석을 수행하여, 임펠러 회전수에 따른 유량을 검토하였다. 또한 실제 운전 중에 발생할 수 있는 제품에 대한 구조적인 취약성을 판단하기 위해 임펠러 구조해석을 수행하여 안전성을 검토하여, 침수선박 구조를 위한 배수펌프 시스템 개발을 완료하였다.
Abstract
There has been no previous study on technology development of large capacity drainage pump for rescue sinking shipin the country. The agricultural drainage pump was widely used for rescue sinking ship but this pump has several problemssuch as efficiency, low displacement and malfunction in winter. Therefore, this paper proposes to solve the problems for swiftlyrescue sinking ship and develops the drainage pump system that has 20 m3/min mass flow rate specification at suction head 8m. The centrifugal pump type the most commonly used in the field of naval architecture and ocean engineering was selectedand designed based on the requirement specification. The blade design of impeller was derived from the Stepanoff coefficientand requirement specification and used computational fluid dynamics to review the target mass flow rate according to the impellerRPM at design operating conditions. We also performed structure analysis of the impeller to find structurally vulnerablepoints for the pump in service and completed the theoretical design of drainage pump system.
참고문헌 (9)
- 모장오, "원심펌프 임펠러의 캐비테이션 성능평가에 관한 수치적 연구", 한국마린엔지니어링학회지, 36(2), pp.286~293 (2012), 한국마린엔지니어링학회[DOI]
- 편권범, "반응표면기법을 이용한 원심펌프 임펠러 최적설계 및 벌류트 설계", 한국유체기계학회 논문집, 15(3), pp.39~45 (2012), 한국유체기계학회[DOI]
- Y. J. An, "Numerical analysis on the eEffect of flow rate variation in double-suction centrifugal pump", Journal of the Korean Society for Fluid Machinery, 6(6), pp.51~53 (2010)
- 백석흠, "양방향 축류펌프용 임펠러 블레이드의 형상최적설계", 대한기계학회논문집 B, 36(12), pp.1141~1150 (2012), 대한기계학회
- 김성, "실험계획법을 사용한 원심펌프 임펠러 최적설계", 한국유체기계학회 논문집, 11(3), pp.36~42 (2008), 한국유체기계학회
- J. Gonzalez, "Numerical simulation of the dynamic effects due to impeller-volute interaction in a centrifugal pump", Journal of Fluid Engineering, 124(2), pp.348~355 (2002)
- K. Majidi, "Numerical study of unsteady flow in a centrifugal pump", ASME Turbo Expo 2004, 5, pp.805~814 (2004)
- 진현배, "볼류트 원심펌프의 스파이럴 케이싱 －단면 형상의 영향－", 한국유체기계학회 논문집, 16(4), pp.28~34 (2013), 한국유체기계학회[DOI]
- F. G. Johann, "Centrifugal Pumps" (2010), Springer