[기계공학실험] - 터빈성능실험

소개글

[기계공학실험] - 터빈성능실험

목차

1. 실험 목적

2. 관련 이론
1) 터빈
2) 유량
3) 터빈의 동력 이론
4) 터빈의 발생 동력
5) 터빈의 효율

3. 실험 장치

4. 실험 방법

5. 실험 결과
1) 결과 계산 값
2) 결과 계산 식
3) 결과 그래프
4) 프로니 브레이크

6. 결과 분석 및 고찰

7. 참고 문헌
< 그림, 표, 그래프

<그림.1 프란시스 터빈>
<그림.2 유량>
<그림.3 실험장치>

<표.1 결과값>
<표.2 계산 결과값>

<그래프.1 효율 그래프>
<그래프.2 Pth 와 P의 관계 그래프>
<그래프.3 회전수와 유량과의 관계 그래프>

본문내용

1. 실험 목적
발전소에서 사용하는 터빈은 에너지를 갖고 있는 유체가 터빈의 깃에 부딪혀서 터빈을 돌린다. 이 때 유체가 가지고 있는 에너지에 대한 터빈이랑 동력을 생산해 내는 장치로서 전반적인 구조와 작동원리는 펌프와 반대가 된다. 본 실험에서는 프란시스 터빈(Francis turbine)에 효율과 일정 낙차로 물을 공급하면서 수량이 변할 때의 수차의 성능 변화를 시험하고 그 성능을 검토하고 시험법을 습득하는 것이 이 실험의 목적이다.

2. 관련 이론

1) 터빈
물이 가지고 있는 에너지를 러너의 작용으로 기계 에너지로 변환하는 기계를 수력원동기(turbine)라 한다. 이는 위치에너지를 가진 물이 수차에 유입할 때에는 속도 에너지 또는 압력 에너지로 변환되고, 수차는 이 에너지를 받아 동력(축의 torque)을 발생하게 된다. 이 발생된 동력, 즉 기계 에너지는 그대로 이용되는 경우는 없고 발전기와 직결되어 다시 전기에너지로 변환되어 이용된다. 이와 같은 시설을 수력 발전소라 한다.
터빈은 일반적으로 충동터빈(impluse turbine)과 반동터빈(reaction turbine)의 두 가지로 분류한다.

가 ) 충동터빈
충동터빈은 하나 또는 여러 개의 고속 자유제트에 의하여 구동된다. 이 각각의 제트는 터빈 휠 외부에 있는 노즐 내에서 가속된다. 마찰과 중력이 무시된다면, 유체가 터빈 버킷을 지나갈 때 유체의 압력이나 러너에 대한 속도는 변화하지 않는다. 따라서 충동터빈에서는 유체가속과 수반되는 압력강하는 깃 외부에 잇는 노즐 속도에서 일어나며, 유체가 꽉 찬 상태로 러너를 흐르지 않는다.

나 ) 반동터빈
반동터빈에서 압력변화의 일부는 외부에서 일어나고, 일부는 가동깃 내에서 일어난다. 유체가 노즐이나 안내깃(guide vane) 또는 위키트 게이트(wicket gate)라고 하는 고정깃을 지나갈 때, 외부적인 가속이 발생하고,

참고 자료

- 유체역학 / Robert W. Fox 외 1명 / 사이텍미디어 / p385
- 열전달과 응용 / KIRK D. HAGEN / 동명사 / p206
- 열전달 / Frank Kreith 외 1명 / 사이텍미디어