KR102611804B1 - Erosion-resistant estimation test apparatus usable cavitation tunnel - Google Patents

Erosion-resistant estimation test apparatus usable cavitation tunnel Download PDF

Info

Publication number
KR102611804B1
KR102611804B1 KR1020190133420A KR20190133420A KR102611804B1 KR 102611804 B1 KR102611804 B1 KR 102611804B1 KR 1020190133420 A KR1020190133420 A KR 1020190133420A KR 20190133420 A KR20190133420 A KR 20190133420A KR 102611804 B1 KR102611804 B1 KR 102611804B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tunnel
main surface
fluid
cavitation
wedge
Prior art date
Application number
KR1020190133420A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210049298A (en
Inventor
김성훈
이형석
이숙정
최희영
김지혜
Original Assignee
에이치디한국조선해양 주식회사
에이치디현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이치디한국조선해양 주식회사, 에이치디현대중공업 주식회사 filed Critical 에이치디한국조선해양 주식회사
Priority to KR1020190133420A priority Critical patent/KR102611804B1/en
Publication of KR20210049298A publication Critical patent/KR20210049298A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102611804B1 publication Critical patent/KR102611804B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M10/00Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B71/00Designing vessels; Predicting their performance
    • B63B71/20Designing vessels; Predicting their performance using towing tanks or model basins for designing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/002Test chambers

Abstract

본 발명은 도료나 금속의 내침식 평가 시험을 캐비테이션 터널을 이용하여 실제 유체 유동과 유사한 조건하에서 수행할 수 있고, 시편의 위치 및 속도 조건을 다양하게 상정하여 간편하고 효과적으로 시험할 수 있도록 하는 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치는, 유체가 순환되는 터널 내부에 유체의 흐름 방향과 나란하게 배치되는 구동축(22a)과, 상기 구동축(22a)의 단부에 설치되어 회전하는 회전 원판 기구(24)를 구비하며, 상기 회전 원판 기구(24)는, 유체의 흐름 방향과 직교하는 제1 주면(102)과 제2 주면(104)을 가지는 원판(100)과, 상기 원판(100)의 제1 주면(102) 또는 제2 주면(104) 중 어느 한쪽의 면 또는 양쪽의 면에 돌출하여 부착되는 복수의 웨지(200)와, 상기 웨지(200)의 회전 후행 방향에 인접한 위치에 부착되어, 상기 원판(100) 회전 시 상기 웨지(200)에 의해 발생하는 유동 박리에 의한 캐비테이션을 받는 시편(300)을 구비한다.
The present invention is a cavitation tunnel that allows corrosion resistance evaluation tests of paints or metals to be performed under conditions similar to actual fluid flow using a cavitation tunnel, and allows simple and effective testing by assuming various position and speed conditions of the specimen. It relates to an erosion resistance evaluation test device using.
The erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel according to the present invention includes a drive shaft (22a) disposed parallel to the flow direction of the fluid inside the tunnel in which the fluid circulates, and a rotating shaft installed at the end of the drive shaft (22a) to rotate. It is provided with a disk mechanism 24, and the rotating disk mechanism 24 includes a disk 100 having a first main surface 102 and a second main surface 104 perpendicular to the flow direction of the fluid, and the disk 100 ), a plurality of wedges 200 protruding and attached to one or both surfaces of the first main surface 102 or the second main surface 104, and a plurality of wedges 200 located adjacent to the rotation direction of the wedges 200. It is provided with a specimen 300 that is attached and receives cavitation due to flow separation caused by the wedge 200 when the disk 100 rotates.

Description

캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치{EROSION-RESISTANT ESTIMATION TEST APPARATUS USABLE CAVITATION TUNNEL}Erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel {EROSION-RESISTANT ESTIMATION TEST APPARATUS USABLE CAVITATION TUNNEL}

본 발명은 내침식 평가 시험장치에 관한 것으로서, 특히 도료나 금속의 내침식 평가 시험을 캐비테이션 터널을 이용하여 실제 유체 유동과 매우 유사한 조건하에서 수행할 수 있고, 시편의 위치 및 속도 조건을 다양하게 상정하여 간편하고 효과적으로 시험할 수 있도록 하는 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to an erosion resistance evaluation test device. In particular, the corrosion resistance evaluation test of paint or metal can be performed under conditions very similar to actual fluid flow using a cavitation tunnel, and various position and speed conditions of the specimen are assumed. This relates to an erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel that allows for simple and effective testing.

선박의 추진 장치인 프로펠러의 후단부의 허브 부분에서 생성되는 허브 보텍스(hub vortex), 프로펠러 날개 끝 부분(tip part)에서 생성되는 팁 보텍스 등에 의한 급격한 압력강하에 의해 기포가 발생하고, 그 기포가 프로펠러 날개, 허브, 또는 러더 등의 표면에 부착 또는 인접하여 파괴될 때의 충격에 의해 프로펠러 날개나 러더의 표면 침식을 유발하기 때문에, 프로펠러, 허브, 러더 등은 침식에 대비하여 그 재료와 도료를 선택하고 있다.Air bubbles are generated due to a sudden pressure drop caused by the hub vortex generated at the rear end of the propeller, which is a ship's propulsion device, and the tip vortex generated at the tip part of the propeller blade, and the bubbles are blown into the propeller. Since surface erosion of propeller blades or rudders is caused by impact when they are attached to or adjacent to the surface of a wing, hub, or rudder and are destroyed, materials and paints for propellers, hubs, rudders, etc. must be selected to prepare for erosion. I'm doing it.

이룰 위해 종래에 알려진 다양한 내침식 시험 장치 중 하나가 특허문헌 1에 개시되어 있다.To achieve this, one of the various corrosion resistance test devices known in the art is disclosed in Patent Document 1.

특허문헌 1에 개시된 내침식 시험장치는, 수조 내에 시편을 고정하고, 시편에 초음파 진동을 가하여 침식 상태를 확인하는 것이다.The erosion resistance test device disclosed in Patent Document 1 fixes a specimen in a water tank and applies ultrasonic vibration to the specimen to check the erosion state.

이 방법은, 시험 시간이 짧아 내침식성 평가에 많이 쓰이기는 하나, 유체 유동 중에 일어나는 실제 캐비테이션 현상을 구현하지 못하여 정확한 결과를 얻기 어려운 한계가 있다.Although this method is widely used to evaluate corrosion resistance due to its short test time, it has limitations that make it difficult to obtain accurate results because it does not embody the actual cavitation phenomenon that occurs during fluid flow.

또한, 종래에 유동 튜브 내에 실린더를 횡단하도록 배치하고 실린더 표면에 시편을 부착하거나, 유통 튜브 내에 험프(hump)를 고정하고 험프 하류 측에 시편을 고정시켜, 시편에 악성 캐비테이션을 발생하도록 하여 재료의 내침식성 시험을 수행하였다.In addition, conventionally, the cylinder is placed across the flow tube and the specimen is attached to the surface of the cylinder, or a hump is fixed in the flow tube and the specimen is fixed on the downstream side of the hump to generate malicious cavitation in the specimen, thereby damaging the material. Erosion resistance tests were performed.

이 방법은, 시편을 고정하여 시험하기 때문에, 캐비테이션에 의한 침식을 발생시키기 위해서는 매우 빠른 유속이 필요하다. 또한, 빠른 유속에 의해 터널 내부의 압력이 낮아지므로 악성 캐비테이션이 발생하도록 하기 위해서는 터널 내부에 큰 압력을 가해주어야 하는 단점이 있다. 또한, 내침식성을 평가할 수 있을 정도의 빠른 유속과 유동 조건으로 운용할 수 있는 터널의 구현에는 많은 어려움이 따른다.Since this method tests a fixed specimen, a very high flow rate is required to cause erosion by cavitation. In addition, since the pressure inside the tunnel is lowered by the high flow rate, there is a disadvantage that a large pressure must be applied inside the tunnel to cause malignant cavitation. In addition, there are many difficulties in implementing a tunnel that can be operated at high flow rates and flow conditions sufficient to evaluate erosion resistance.

특허공개 제10-2013-0041534(2013.04.25.)Patent Publication No. 10-2013-0041534 (2013.04.25.) 등록특허 제10-1852150호(2018.04.19.)Registered Patent No. 10-1852150 (2018.04.19.) 등록특허 제10-1821763호(2018.01.18.)Registered Patent No. 10-1821763 (2018.01.18.) 등록특허 제10-1402452호(2014.05.26.)Registered Patent No. 10-1402452 (May 26, 2014) 등록특허 제10-1845963호(2018.03.30.)Registered Patent No. 10-1845963 (2018.03.30.)

본 발명은 위와 같은 종래의 시험 상황을 개선하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은, 도료나 금속의 내침식 평가 시험을 캐비테이션 터널을 이용하여 실제 유체 유동과 유사한 조건하에서 수행할 수 있고, 시편의 위치 및 속도 조건을 다양하게 상정하여 간편하고 효과적으로 시험할 수 있도록 하는 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치를 제공하는 것에 있다.The present invention seeks to improve the above conventional test situation. The purpose of the present invention is to enable corrosion resistance evaluation tests of paints or metals to be performed under conditions similar to actual fluid flow using a cavitation tunnel, and to determine the position of the specimen. and to provide an erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel that allows for simple and effective testing by assuming various speed conditions.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 형태에 따른 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치는, 유체가 순환되는 터널 내부에 유체의 흐름 방향과 나란하게 배치되는 구동축(22a)과, 상기 구동축(22a)의 단부에 설치되어 회전하는 회전 원판 기구(24)를 구비하며, 상기 회전 원판 기구(24)는, 유체의 흐름 방향과 직교하는 제1 주면(102)과 제2 주면(104)을 가지는 원판(100)과, 상기 원판(100)의 제1 주면(102) 또는 제2 주면(104) 중 어느 한쪽의 면 또는 양쪽의 면에 돌출하여 부착되는 복수의 웨지(200)와, 상기 웨지(200)의 회전 후행 방향에 인접한 위치에 부착되어, 상기 원판(100) 회전 시 상기 웨지(200)에 의해 발생하는 유동 박리에 의한 캐비테이션을 받는 시편(300)을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel according to one form of the present invention includes a drive shaft (22a) disposed parallel to the flow direction of the fluid inside the tunnel through which the fluid circulates, and the drive shaft. It is provided with a rotating disk mechanism 24 that is installed at the end of (22a) and rotates, and the rotating disk mechanism 24 has a first main surface 102 and a second main surface 104 perpendicular to the flow direction of the fluid. A disk 100 having a disk 100, a plurality of wedges 200 protruding and attached to one or both surfaces of the first main surface 102 or the second main surface 104 of the disk 100, and the wedges It is characterized by having a specimen 300 that is attached to a position adjacent to the rotational direction of the disk 200 and receives cavitation due to flow separation caused by the wedge 200 when the disk 100 rotates.

본 발명의 다른 형태에 따른 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치는, 유체가 순환 가능한 폐 루프 형태의 순환 터널(10); 상기 순환 터널(10)의 하부 구간에서 유체를 순환시키는 순환 펌프(12); 상기 순환 터널(10)의 상부 구간에 형성되는 터널 관측부(14); 상기 터널 관측부(14) 내에 유체의 흐름 방향과 나란하게 배치되는 구동축(22a); 상기 구동축(22a) 단부에 설치되어 회전하는 회전 원판 기구(24)를 구비하며, 상기 회전 원판 기구(24)는, 유체의 흐름 방향과 직교하는 제1 주면(102)과 제2 주면(104)을 가지는 원판(100)과, 상기 원판(100)의 제1 주면(102) 또는 제2 주면(104) 중 어느 한쪽의 면 또는 양쪽의 면에 돌출하여 부착되는 복수의 웨지(200)와, 상기 웨지(200)의 회전 후행 방향에 인접한 위치에 부착되어, 상기 원판(100) 회전 시 상기 웨지(200)에 의해 발생하는 캐비테이션을 받는 시편(300)을 구비하는 것을 특징으로 한다.An erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel according to another form of the present invention includes a closed-loop circulation tunnel (10) through which fluid can circulate; A circulation pump 12 that circulates fluid in the lower section of the circulation tunnel 10; a tunnel observation unit 14 formed in the upper section of the circulation tunnel 10; A drive shaft (22a) disposed parallel to the direction of fluid flow within the tunnel observation unit (14); It is provided with a rotating disk mechanism 24 that is installed at the end of the drive shaft 22a and rotates, and the rotating disk mechanism 24 has a first main surface 102 and a second main surface 104 perpendicular to the flow direction of the fluid. A disk 100 having a disk 100, a plurality of wedges 200 protruding and attached to one or both surfaces of the first main surface 102 or the second main surface 104 of the disk 100, and A specimen 300 is attached to a position adjacent to the rotation direction of the wedge 200 and receives cavitation generated by the wedge 200 when the disk 100 rotates.

본 발명에 따른 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치에 있어서, 상기 터널 관측부(14)의 내부에 유체의 흐름 방향과 나란하게 설치되는 수중 모터가 내장된 동력부(22)를 구비하고, 상기 동력부(22)의 출력 측에 상기 구동축(22a)이 연결되며, 상기 터널 관측부(14)의 외부에 상기 동력부(22)에 전원을 공급함과 함께 상기 동력부(22)를 지지하는 설치 구조물(26)이 구비되어도 좋다.In the erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel according to the present invention, the tunnel observation part 14 is provided with a power unit 22 equipped with an underwater motor installed parallel to the flow direction of the fluid, and The drive shaft 22a is connected to the output side of the power unit 22, and is installed outside the tunnel observation unit 14 to supply power to the power unit 22 and support the power unit 22. A structure 26 may be provided.

본 발명에 따른 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치에 있어서, 상기 웨지(200) 및 시편(300)은 구현하고자 하는 원주 속도에 따라 원판(100)의 회전 중심으로부터 반지름을 달리하여 복수 지점에 설치되어도 좋다.In the erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel according to the present invention, the wedge 200 and the specimen 300 are installed at multiple points with different radii from the center of rotation of the disk 100 according to the circumferential speed to be implemented. It's okay to be

본 발명에 따른 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치에 있어서, 상기 웨지(200)는, 원기둥 형태로 구성하는 하는 것이 바람직하다.In the erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel according to the present invention, the wedge 200 is preferably configured in a cylindrical shape.

본 발명에 따른 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치에 의하면, 캐비테이션 터널 내에서 회전하는 원판에 시편을 부착하여 내침식성 평가 시험을 수행함으로써, 실제 유체 유동과 유사한 조건하에서 좀 더 정확한 평가가 가능해지고, 시편의 위치 및 속도 조건을 다양하게 상정할 수 있어 내침식성 시험을 간편하고 효과적으로 수행할 수 있다.According to the erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel according to the present invention, by performing an erosion resistance evaluation test by attaching a specimen to a rotating disk in a cavitation tunnel, more accurate evaluation is possible under conditions similar to actual fluid flow. , erosion resistance tests can be performed simply and effectively because the location and speed conditions of the specimen can be assumed in various ways.

도 1은, 본 발명에 따른 시험장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명에 따른 시험장치를 자세하게 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 시험장치의 정면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 시험장치의 측면도이다.
1 is a diagram showing the installation state of a testing device according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing in detail the testing device according to the present invention.
Figure 3 is a front view of the testing device according to the present invention.
Figure 4 is a side view of the testing device according to the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하면서, 하나의 실시 예를 통해 본 발명에 따른 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치를 자세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel according to the present invention will be described in detail through one embodiment.

도 1에는, 본 발명에 따른 시험 모듈(20)을 캐비테이션 터널 장치(2)에 설치한 상태를 나타내는 도면이 도시되어 있다.In Figure 1, a diagram showing a state in which the test module 20 according to the present invention is installed in the cavitation tunnel device 2 is shown.

캐비테이션 터널 장치(2)는, 유체가 순환되는 터널로서, 특허문헌 2 및 특허문헌 3 등에 개시된 바와 같은 공지의 캐비테이션 터널 장치를 이용할 수 있다.The cavitation tunnel device 2 is a tunnel through which fluid circulates, and a known cavitation tunnel device such as that disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 can be used.

도 1을 참조하면, 캐비테이션 터널 장치(2)는, 하부로부터 상부에 걸쳐서 유체가 순환 가능한 폐 루프 형태의 순환 터널(10)을 구비하고, 순환 터널(10)의 하부 구간에 유체를 순환시키는 순환 펌프(12)가 구비된다.Referring to FIG. 1, the cavitation tunnel device 2 is provided with a closed-loop circulation tunnel 10 in which fluid can circulate from the lower part to the upper part, and has a circulation tunnel 10 that circulates fluid in the lower section of the circulation tunnel 10. A pump 12 is provided.

그리고 순환 터널(10)의 상부 구간에는 터널 관측부(14)가 형성되어, 터널 내부의 시험 상황을 외부에서 확인할 수 있도록 되어 있다.In addition, a tunnel observation unit 14 is formed in the upper section of the circulation tunnel 10, so that the test situation inside the tunnel can be confirmed from the outside.

터널 관측부(14) 내에는, 터널 관측부(14)의 내부에 유체의 흐름 방향과 나란하게 설치되는 동력부(22)가 구비되고, 동력부(22)의 출력 측에는 회전 원판 기구(24)가 장착되어, 동력부(22)에 의한 회전 동력을 받아 회전 원판 기구(24)가 회전하도록 되어 있다.Inside the tunnel observation unit 14, a power unit 22 is installed parallel to the flow direction of the fluid inside the tunnel observation unit 14, and a rotating disk mechanism 24 is installed on the output side of the power unit 22. is mounted so that the rotating disk mechanism 24 rotates by receiving rotational power from the power unit 22.

터널 관측부(14)의 외부에는, 상기 동력부(22)를 지지하면서 동력부(22)에 구동 전원을 공급하거나, 회전 구동력을 전달하기 위한 설치 구조물(26)이 구비된다.Outside the tunnel observation unit 14, an installation structure 26 is provided to support the power unit 22 and supply driving power to the power unit 22 or to transmit rotational driving force.

상기 동력부(22)는, 그 내부에 직접 수중 모터를 내장한 형태로 구성할 수 있으며, 이 경우 수중 모터의 출력 측 단부에 회전 원판 기구(24)가 연결된다. 수중 모터와 회전 원판 기구(24) 사이에는 소정의 감속기를 연결하여도 좋다. 이 경의 감속기의 출력축 단부에 회전 원판 기구(24)가 연결된다.The power unit 22 can be configured to have an underwater motor built directly inside it, and in this case, a rotating disk mechanism 24 is connected to the output side end of the underwater motor. A predetermined reducer may be connected between the underwater motor and the rotating disk mechanism 24. A rotating disk mechanism 24 is connected to the output shaft end of the reducer of this diameter.

이와는 달리, 설치 구조물(26)에 구동 모터를 구비하고, 구동 모터로부터 동력 전달 기구(예; 축과 기어로 구성되는 동력 전달 기구)를 통해 동력부(22)에 연결하고, 동력부(22)의 출력축 단부에 회전 원판 기구(24)를 연결하여도 좋다. 이 경우, 동력부(22)는 동력의 전달 방향을 바꾸는 기구(예; 베벨 기어 기구)와 감속기로 이루어질 수 있으며, 회전 원판 기구(24)는 감속기의 출력축에 연결된다.In contrast, the installation structure 26 is provided with a drive motor, and the drive motor is connected to the power unit 22 through a power transmission mechanism (e.g., a power transmission mechanism consisting of a shaft and a gear), and the power unit 22 A rotating disk mechanism 24 may be connected to the end of the output shaft. In this case, the power unit 22 may be composed of a mechanism that changes the direction of transmission of power (e.g., a bevel gear mechanism) and a reducer, and the rotating disk mechanism 24 is connected to the output shaft of the reducer.

상기 설치 구조물(26), 동력부(22), 그리고 동력부(22)에 대한 회전 원판 기구(24)의 연결 구성은, 특허문헌 3 및 특허문헌 4에 개시된 구조와 같은 형태 일 수 있다.The connection configuration of the installation structure 26, the power unit 22, and the rotating disc mechanism 24 to the power unit 22 may be in the same form as the structure disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4.

도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 시험장치를 자세하게 나타내는 것으로서, 도 2에는 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 정면도가 도시되어 있다.Figures 2 and 3 show the testing apparatus according to the present invention in detail, with Figure 2 showing a perspective view and Figure 3 showing a front view.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 앞에서 설명한 바와 같이, 유체의 흐름 방향과 나란하게 배치되는 구동축(22a)의 단부에 회전 원판 기구(24)가 연결되어 있다.Referring to Figures 2 and 3, as described above, a rotating disk mechanism 24 is connected to the end of the drive shaft 22a disposed parallel to the flow direction of the fluid.

회전 원판 기구(24)는, 원판(100), 웨지(200) 및 시편(300)을 포함한다.The rotating disk mechanism 24 includes a disk 100, a wedge 200, and a specimen 300.

원판(100)은, 유체의 흐름 방향과 직교하는 제1 주면(主面)(102)과 제2 주면(104)을 가진다.The disk 100 has a first main surface 102 and a second main surface 104 perpendicular to the flow direction of the fluid.

웨지(200)는, 상기 원판(100)의 제1 주면(102) 또는 제2 주면(104) 중 어느 한쪽의 면이나, 양쪽의 주면(102, 104) 모두에, 돌출하여 부착된다.The wedge 200 protrudes and is attached to either the first main surface 102 or the second main surface 104 or both main surfaces 102 and 104 of the disk 100.

그리고 상기 시편(300)은, 웨지(200)의 회전 후행 방향, 즉, 웨지(200)의 ㅎ회전방향 후방에서 웨지(200)에 인접하여 부착된다.And the specimen 300 is attached adjacent to the wedge 200 in the rotation direction of the wedge 200, that is, at the rear of the rotation direction of the wedge 200.

따라서, 원판(100)이 회전할 때, 웨지(200)에 의해 발생하는 캐비테이션을 시편(300)이 받도록 하여 시편(300)에 침식이 발생하도록 한다.Therefore, when the disk 100 rotates, the specimen 300 receives cavitation generated by the wedge 200, causing erosion in the specimen 300.

요컨대, 시편(300)에 침식을 유발하는 캐비테이션은, 캐비테이션이 붕괴할 때 발생하는 마이크로 제트(micro-jet)와 충격파를 발생하는 구름 캐비테이션(cloud cavitation)을 말한다. 따라서, 현실의 유체 기계에서 발생하는 구름 캐비테이션과 동일한 매커니즘을 갖도록 시편(300)의 전방에 웨지(200)를 배치하여, 도 3에 도시된 것처럼, 웨지(200) 후방에 유동 박리에 의한 구름 캐비테이션이 생성되도록 하여, 웨지(200) 후방에 배치된 시편(300)에 침식이 생기도록 한 것이다.In short, cavitation that causes erosion in the specimen 300 refers to cloud cavitation that generates a micro-jet and shock wave that occurs when the cavitation collapses. Therefore, by placing the wedge 200 in front of the specimen 300 to have the same mechanism as the cloud cavitation that occurs in an actual fluid machine, as shown in FIG. 3, cloud cavitation due to flow separation is caused behind the wedge 200. This is created so that erosion occurs in the specimen 300 placed behind the wedge 200.

일반적으로 웨지(200)의 형상에 따라 캐비테이션의 강도에는 큰 변화는 없으나, 유속이 빨라짐에 따라 캐비테이션의 강도가 기하급수적으로 커진다. 일반적으로, 일반 도료일 경우에는 10m/s 유속에서 쉽게 침식이 발생하지만, 캐비테이션 저항성을 가진 도료나 금속일 경우에는 20 m/s 이상의 유속에 침식이 발생하기 시작한다. 따라서, 유체가 흐르는 캐비테이션 터널에 동력부(22)를 구비하고, 동력부(22)에 회전 원판 기구(24)를 연결하여 사용하면, 회전 원판 기구(24)의 회전 속도로 인하여 20 m/s 이상의 빠른 유속을 얻을 수 있게 된다.In general, there is no significant change in the intensity of cavitation depending on the shape of the wedge 200, but as the flow speed increases, the intensity of cavitation increases exponentially. In general, in the case of general paints, erosion easily occurs at a flow speed of 10 m/s, but in the case of paints or metals with cavitation resistance, erosion begins to occur at flow speeds of 20 m/s or more. Therefore, if the power unit 22 is provided in a cavitation tunnel through which fluid flows, and the rotating disc mechanism 24 is connected to the power unit 22 and used, the rotation speed of the rotating disc mechanism 24 is 20 m/s. It is possible to obtain faster flow rates than above.

한편, 웨지(200) 및 시편(300)은, 시험 대상에 따라 원판(100)의 제1 주면(102) 또는 제2 주면(104) 어디에도 설치할 수 있다. 예를 들어, 선박 프로펠러의 재료나 도료에 대한 내침식성을 평가할 때에는, 유체의 흐름 방향의 하류측 주면, 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 회전 원판 기구(24)의 설치 형태를 기준으로 하면, 제1 주면(102)에 설치할 수 있고, 프로펠러 후방(선박 후방)의 보스 캡(boss cap)의 핀(fin)에 대한 내침식성을 평가할 때에는 제2 주면(104)에 설치할 수 있다. 아니면 양쪽에 모두 설치하여 상대적인 내침식성을 평가해 볼 수도 있다.Meanwhile, the wedge 200 and the specimen 300 can be installed either on the first main surface 102 or the second main surface 104 of the original plate 100 depending on the test object. For example, when evaluating the corrosion resistance of the material or paint of a ship propeller, the main surface on the downstream side of the fluid flow direction, that is, the installation form of the rotating disk mechanism 24 shown in FIGS. 1 and 2, is used as a standard. , It can be installed on the first main surface 102, and when evaluating the corrosion resistance of the fin of the boss cap at the rear of the propeller (rear of the ship), it can be installed on the second main surface 104. Alternatively, you can install them on both sides to evaluate their relative erosion resistance.

웨지(200)는, 도 2 및 도 3에 도시된 예처럼, 원기둥 형태로 구성할 수 있으나, 시험 대상이나 시험 조건, 시험 대상의 유동 조건 등에 따라 다양한 형태(예; 각 기둥 형태, 또는 타원기둥 형태 등)로 구성할 수 있다. 이러한 웨지(200)는, 원판(100)에 나사 체결하는 방식 등 다양한 방법으로 부착할 수 있다.The wedge 200 may be configured in a cylindrical shape, as shown in the examples in FIGS. 2 and 3, but may be formed in various shapes (e.g., each column shape, or an elliptical column) depending on the test object, test conditions, flow conditions of the test object, etc. shape, etc.). This wedge 200 can be attached to the disk 100 in various ways, such as by screwing.

시편(300)은, 시험하고자 하는 재료와 동일한 재료로 이루어진 얇은 판으로 구성하거나, 소정의 얇은 판에 시험하고자 하는 도료를 도포한 형태로 구성된다.The specimen 300 is composed of a thin plate made of the same material as the material to be tested, or is composed of a predetermined thin plate coated with the paint to be tested.

이러한 시편(300)은, 원판(100)에 접착제로 붙이거나 나사로 체결하는 방법으로 부착할 수 있다.This specimen 300 can be attached to the original plate 100 by attaching it with adhesive or fastening it with screws.

또한, 본 발명에서, 웨지(200) 및 시편(300)은, 구현하고자 하는 원주 속도에 따라 원판(100)의 회전 중심으로부터 반지름을 달리하여 복수 지점에 설치할 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 실시 예처럼 반지름 방향으로 복수의 지점에 나란하게 배치할 수도 있고, 원주 방향으로 간격을 유지하면서 설치 반지름을 다르게 하여 배치할 수도 있는 등, 시험 상황(예; 원주 방향으로 이웃하는 웨지(200) 사이의 유동의 간섭(영향) 문제 등)에 따라 다양하게 설정할 수 있다.Additionally, in the present invention, the wedge 200 and the specimen 300 can be installed at multiple points with different radii from the center of rotation of the disk 100 depending on the circumferential speed to be implemented. For example, as in the embodiment shown in Figures 2 and 3, it can be arranged side by side at a plurality of points in the radial direction, or it can be arranged with different installation radii while maintaining spacing in the circumferential direction, etc., test situation ( For example, it can be set in various ways depending on the interference (effect) problem of flow between neighboring wedges 200 in the circumferential direction, etc.).

도 4는 본 발명에 따른 시험장치의 측면도로서, 원판(100)과 구동축(22a)을 연결하는 하나의 예를 설명하기 위한 것이다.Figure 4 is a side view of the testing device according to the present invention, and is for explaining an example of connecting the disk 100 and the drive shaft 22a.

도 4를 참조하면, 시험 모듈(20)(도 1 참조)로부터 연장된 구동축(22a)의 단부에는 연결 구멍((22b)을 형성하고, 원판(100)에는 연결축(110)을 형성하여, 원판(100)의 연결축(110)을 구동축(22a)의 연결 구멍((22b)에 삽입한 후, 볼트와 같은 체결구(120)에 의해 고정하는 형태로 연결할 수 있다.Referring to FIG. 4, a connection hole (22b) is formed at the end of the drive shaft 22a extending from the test module 20 (see FIG. 1), and a connection shaft 110 is formed on the disk 100, The connection shaft 110 of the disk 100 can be connected by inserting it into the connection hole 22b of the drive shaft 22a and then fixing it with a fastener 120 such as a bolt.

이 외에도 공지의 다양한 연결 방법을 사용할 수 있다.In addition to this, various publicly known connection methods can be used.

이와 같이, 본 발명에 따른 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치에 의하면, 캐비테이션 터널 장치(2) 내에서 회전하는 원판(100)에 웨지(200)와 시편(300)을 부착하여 내침식성 평가 시험을 수행함으로써, 실제 유체 유동과 유사한 조건하에서 좀 더 정확한 평가가 가능해지고, 웨지(200) 및 시편(300)의 반경방향 위치를 달리하여 다양한 속도 조건으로 설정하여 시험할 수 있다.As such, according to the erosion resistance evaluation test device using the cavitation tunnel according to the present invention, the erosion resistance evaluation test is performed by attaching the wedge 200 and the specimen 300 to the disk 100 rotating within the cavitation tunnel device 2. By performing, more accurate evaluation is possible under conditions similar to actual fluid flow, and tests can be performed by setting various speed conditions by varying the radial positions of the wedge 200 and the specimen 300.

2: 캐비테이션 터널 장치
10: 순환 터널
12: 순환 펌프
14: 터널 관측부
16: 관측창
20: 시험 모듈
22: 동력부
22a: 구동축
22b: 연결 구멍
24: 회전 원판 기구
26: 설치 구조물
100: 원판
102: 선행면
104: 추종면
110: 연결축
120: 체결구
200: 웨지
300: 시편
2: Cavitation tunnel device
10: Circulation tunnel
12: circulation pump
14: Tunnel observation unit
16: observation window
20: Test module
22: Power unit
22a: drive shaft
22b: connection hole
24: Rotating disc mechanism
26: Installation structure
100: disc
102: Leading side
104: Tracking surface
110: connecting shaft
120: fastener
200: Wedge
300: Psalm

Claims (5)

유체가 순환되는 터널 내부에 유체의 흐름 방향과 나란하게 배치되는 구동축(22a)과, 상기 구동축(22a)의 단부에 설치되어 회전하는 회전 원판 기구(24)를 구비하며,
상기 회전 원판 기구(24)는,
유체의 흐름 방향과 직교하는 제1 주면(102)과 제2 주면(104)을 가지는 원판(100)과,
상기 원판(100)의 제1 주면(102) 또는 제2 주면(104) 중 어느 한쪽의 면 또는 양쪽의 면에 돌출하여 부착되는 복수의 웨지(200)와,
상기 웨지(200)의 회전 후행 방향에 인접한 위치에 부착되어, 상기 원판(100) 회전 시 상기 웨지(200)에 의해 발생하는 유동 박리에 의한 캐비테이션을 받는 시편(300)을 구비하는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치.
It is provided with a drive shaft (22a) disposed parallel to the flow direction of the fluid inside the tunnel through which the fluid circulates, and a rotating disk mechanism (24) installed at the end of the drive shaft (22a) to rotate,
The rotating disk mechanism 24,
A disc 100 having a first main surface 102 and a second main surface 104 perpendicular to the flow direction of the fluid,
A plurality of wedges 200 protruding and attached to one or both surfaces of the first main surface 102 or the second main surface 104 of the disk 100,
A specimen 300 is attached to a position adjacent to the rotational direction of the wedge 200 and receives cavitation due to flow separation caused by the wedge 200 when the disk 100 rotates. Erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel.
유체가 순환 가능한 폐 루프 형태의 순환 터널(10);
상기 순환 터널(10)의 하부 구간에서 유체를 순환시키는 순환 펌프(12);
상기 순환 터널(10)의 상부 구간에 형성되는 터널 관측부(14);
상기 터널 관측부(14) 내에 유체의 흐름 방향과 나란하게 배치되는 구동축(22a);
상기 구동축(22a) 단부에 설치되어 회전하는 회전 원판 기구(24)를 구비하며,
상기 회전 원판 기구(24)는,
유체의 흐름 방향과 직교하는 제1 주면(102)과 제2 주면(104)을 가지는 원판(100)과,
상기 원판(100)의 제1 주면(102) 또는 제2 주면(104) 중 어느 한쪽의 면 또는 양쪽의 면에 돌출하여 부착되는 복수의 웨지(200)와,
상기 웨지(200)의 회전 후행 방향에 인접한 위치에 부착되어, 상기 원판(100) 회전 시 상기 웨지(200)에 의해 발생하는 캐비테이션을 받는 시편(300)을 구비하는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치.
A closed loop-shaped circulation tunnel through which fluid can circulate (10);
A circulation pump 12 that circulates fluid in the lower section of the circulation tunnel 10;
a tunnel observation unit 14 formed in the upper section of the circulation tunnel 10;
A drive shaft (22a) disposed parallel to the direction of fluid flow within the tunnel observation unit (14);
It is provided with a rotating disk mechanism (24) installed at the end of the drive shaft (22a) and rotating,
The rotating disk mechanism 24,
A disc 100 having a first main surface 102 and a second main surface 104 perpendicular to the flow direction of the fluid,
A plurality of wedges 200 protruding and attached to one or both surfaces of the first main surface 102 or the second main surface 104 of the disk 100,
A specimen 300 is attached to a position adjacent to the rotation direction of the wedge 200 and receives cavitation generated by the wedge 200 when the disk 100 rotates. Erosion resistance evaluation test device.
제2항에 있어서,
터널 관측부(14)의 내부에 유체의 흐름 방향과 나란하게 설치되는 수중 모터가 내장된 동력부(22)를 구비하고,
상기 동력부(22)의 출력 측에 상기 구동축(22a)이 연결되며,
상기 터널 관측부(14)의 외부에 상기 동력부(22)에 전원을 공급함과 함께 상기 동력부(22)를 지지하는 설치 구조물(26)이 구비되는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치.
According to paragraph 2,
The tunnel observation unit 14 is provided with a power unit 22 having a built-in underwater motor installed parallel to the flow direction of the fluid,
The drive shaft 22a is connected to the output side of the power unit 22,
Erosion resistance evaluation using a cavitation tunnel, characterized in that an installation structure 26 that supplies power to the power unit 22 and supports the power unit 22 is provided outside the tunnel observation unit 14. Test device.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 웨지(200) 및 시편(300)은 구현하고자 하는 원주 속도에 따라 원판(100)의 회전 중심으로부터 반지름을 달리하여 복수 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치.
According to claim 1 or 2,
The wedge 200 and the specimen 300 are installed at multiple points with different radii from the center of rotation of the disk 100 depending on the circumferential speed to be implemented. An erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 웨지(200)는, 원기둥 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 터널을 이용한 내침식 평가 시험장치.
According to claim 1 or 2,
The wedge 200 is an erosion resistance evaluation test device using a cavitation tunnel, characterized in that the wedge 200 is formed in a cylindrical shape.
KR1020190133420A 2019-10-25 2019-10-25 Erosion-resistant estimation test apparatus usable cavitation tunnel KR102611804B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190133420A KR102611804B1 (en) 2019-10-25 2019-10-25 Erosion-resistant estimation test apparatus usable cavitation tunnel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190133420A KR102611804B1 (en) 2019-10-25 2019-10-25 Erosion-resistant estimation test apparatus usable cavitation tunnel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210049298A KR20210049298A (en) 2021-05-06
KR102611804B1 true KR102611804B1 (en) 2023-12-08

Family

ID=75916193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190133420A KR102611804B1 (en) 2019-10-25 2019-10-25 Erosion-resistant estimation test apparatus usable cavitation tunnel

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102611804B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101115484B1 (en) 2004-03-15 2012-02-27 솔로파워, 인코포레이티드 Technique and apparatus for depositing thin layers of semiconductors for solar cell fabrication

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101280881B1 (en) 2011-10-17 2013-07-02 삼성중공업 주식회사 Erosion Resistance Test Equipment Having Test Tank
KR101402452B1 (en) 2013-03-14 2014-06-02 한국해양과학기술원 Propeller open-water test device of large cavitation tunnel
KR101821763B1 (en) 2015-08-27 2018-01-25 한국해양과학기술원 Super Cavitation Generating System With Bubble Collecting Device And Medium-Sized high Speed tunnel
KR101845963B1 (en) 2016-05-04 2018-04-05 한국해양과학기술원 Module-type high-capacity propeller test equipment with good maintenance and noise characteristics
KR101852150B1 (en) 2016-10-31 2018-04-25 한국해양과학기술원 High speed cavitation tunnel with mixed flow pump

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101115484B1 (en) 2004-03-15 2012-02-27 솔로파워, 인코포레이티드 Technique and apparatus for depositing thin layers of semiconductors for solar cell fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210049298A (en) 2021-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yakovlev et al. Numerical design and experimental verification of a rim-driven thruster
JP2013181896A (en) Device for testing performance of ship propulsion mechanism
JP2003049796A (en) Impellent thrust ring system
KR101402452B1 (en) Propeller open-water test device of large cavitation tunnel
JP2023053982A (en) Marine ducted propeller jet propulsion system
Lea et al. Scale model testing of a commercial rim-driven propulsor pod
KR102611804B1 (en) Erosion-resistant estimation test apparatus usable cavitation tunnel
Li et al. Experimental study on dynamic structure of propeller tip vortex
WO2007106761A2 (en) Current tank systems and methods
KR20120139213A (en) Measuring wake apparatus for a ship
Yu et al. Study of tunnel thruster performance and flow by quasi-steady Reynolds-averaged Navier-Stokes simulation
KR102260442B1 (en) Propulsion efficiency enhancing apparatus
KR20060103938A (en) Propeller
KR20130002144U (en) Propeller for Ship
KR102260455B1 (en) Propulsion efficiency enhancing apparatus
KR101952878B1 (en) Propeller
KR20120068222A (en) Duct structure for ship
Jürgens et al. Voith Schneider Propeller (VSP)-Investigations of the cavitation behaviour
CA2638025A1 (en) Current tank systems and methods
CN110481741A (en) A kind of underwater propulsion unit
Quereda et al. Conventional propellers in CRP-POD configuration. Tests and extrapolation.
Awal et al. The Effect of Rotor Disc Clearance on the Lift Performance of Contra-Rotating Rotor Blades
Wielgosz et al. Numerical and experimental study on the Duisburg Propeller Test Case
KR20190072371A (en) Submarine propulsion system
CN110869275B (en) Propeller cavitation and noise reduction

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant