Abstract
The purpose of this study is to secure the design data for the optimization of the radial turbine and heat cycle system, by using the CFD analysis technique and the design of 100kW class radial turbine applicable to waste heat recovery generation system for ship. Radial turbine was comprised of scroll casing, vane nozzle with 18 blades and rotor with 13 blades, and analysis grid was used to about 2.3 million. Mass flow rate and rotational speed was 0.5kg/s, 75,0000rpm, respectively. Eight kinds of inlet pressure was set between 195 and 620kPa. As the flow accelerated through the nozzle passage to the throat, the pressure level at the pressure and suction sides becomed similar to about Mach number of 0.35. When the inlet temperature and pressure was $250^{\circ}C$, 352kPa respectively, the isentropic efficiency and mechanical power showed the analysis results of 74% and 108kW.
본 연구에서는 선박용 폐열회수 발전시스템에 적용 가능한 100kW급 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 0.5kg/s, 회전속도는 75,000rpm, 입구압력은 195~620kPa 범위 내에서 8가지 조건으로 설정하였다. 베인노즐 내부로 증기가 유입된 후 출구로 갈수록 노즐의 압력면과 흡입면의 압력이 비슷해지면서 마하수가 거의 같은 값을 보였다. 입구온도와 압력이 $250^{\circ}C$, 352kPa 일 때 등엔트로피 효율은 74%, 기계동력은 108kW의 해석결과를 보이고 있다.
