선박 폐열을 이용한 100㎾급 구심터빈 공력설계 및 CFD에 의한 성능해석

본 연구에서는 선박용 폐열회수 발전시스템에 적용 가능한 100㎾급 구심터빈의 설계 및 CFD 해석기법을 이용하여 열사이클 시스템 및 구심터빈 최적화를 위한 설계자료를 확보하는 것이다. 구심터빈은 스크롤 케이싱, 18개의 베인노즐, 13개의 로터 블레이드로 구성되며, 해석격자는 격자테스트를 통해 약 230만개 정도의 최적격자를 구성하였다. 질량유량 0.5㎏/s, 회전속도는 75,000rpm, 입구압력은 195~620㎪ 범위 내에서 8가지 조건으로 설정하였다. 베인노즐 내부로 증기가 유입된 후 출구로 갈수록 노즐의 압력면과 흡입면의 압력이 비슷해지면서 마하수가 거의 같은 값을 보였다. 입구온도와 압력이 250℃, 352㎪ 일 때 등엔트로피 효율은 74%, 기계동력은 108㎾의 해석결과를 보이고 있다.