액체로켓엔진 터보펌프의 금속 실 체결부 해석
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2013
작성언어
Korean
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자료형태
학술저널
수록면
436-443(8쪽)
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액체로켓엔진의 핵심부품인 터보펌프는 회전체와 케이싱으로 이루어진 여러 부품의 조립체로서 각종 체결 부분에 매질의 누설방지를 위한 실이 삽입된다. 특히 극저온 환경에서 작동하는 산화제펌프와 고온에서 작동하는 터빈부 케이싱에는 안정적인 누설방지를 위하여 금속 실이 사용되는데, 금속 실은 온도 하중과 높은 압력 하중을 견디는 장점이 있으나 높은 초기 체결력을 요하므로 이를 뒷받침할 수 있는 플랜지 및 체결요소의 적절한 구조 설계가 필수적이다. 본 연구에서는 산화제펌프에 사용하는 코니컬 실(conical seal) 및 터빈에서 사용하는 금속 평 실(solid metal seal)과 C 실에 대하여 적절한 실 캐비티 및 플랜지 형상을 설계하고, 체결요소의 치수와 수량을 결정하여 건전한 체결 및 운전이 보장될 수 있도록 구조해석을 수행하여 검증하였다.
더보기Turbopump is typically an assembly of rotors and casings, and there are a number of joints between them. Every joint should be leak-proof, so there is always a seal to accomplish the goal. Among various seals, metal seals are advantageous in that they are robust at high pressure, and at wide range of temperature. On the other hand they require very high tightening forces, so that flanges, bolts and nuts should be carefully designed to ensure structural integrity and to prevent detrimental yielding of components. In this study, flange joints using conical seal made of stainless steel, solid flat metal seal made of copper and metal C-seal made of Inconel 718 were structurally designed and analyzed, considering both initial tightening and operating conditions.
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