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극저온유체(액체산소, 액체수소 등)를 작동매질로 사용하는 펌프의 캐비테이션 특성을 확인하는 시험 장치에 있어서,
저장탱크(1)로부터 펌프(16)로 연결된 극저온유체 공급배관라인(31)과 연결되어 극저온 액체를 기체상태로 만들어서 상기 펌프(16)의 흡입구에 공급해주는 기체상 공급배관라인(32)을 포함하여 구성되고,
상기 기체상 공급배관라인(32)에는,
극저온 액체의 기체상 공급배관라인(32)으로 공급, 또는 기체상 공급배관라인(32)에서 배출을 각각 조절하는 유량밸브(10), 드레인밸브(26);와 극저온 액체를 가열하여 기체상으로 만드는 가열식열교환기(11);와 기체상의 온도, 압력, 그리고 유량을 각각 측정하는 기체상 유량센서(28), 기체상 압력센서(27, 29), 그리고 기체상 온도센서(30);와 기체상의 유량을 조절하는 기체상 공급용 압력조절기(13); 및 기체상을 상기 펌프(16)의 흡입구에 공급하는 것을 조절하는 기체상 공급밸브(25);를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프의 캐비테이션 특성 확인 시험설비
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제2항에 있어서,
상기 기체상 공급배관라인(32)에는,
상기 드레인밸브(26)의 앞에 설치되어 드레인되는 기체상의 양 및 드레인 속도을 조절하는 오리피스(37);와 상기 기체상 공급밸브(25)의 앞에 설치되어 공급되는 기체상의 양 및 공급 속도를 조절하는 오리피스(12); 및 상기 기체상 공급밸브(25)와 오리피스(12) 사이에 설치되어 기체상의 압력, 온도를 각각 측정하는 기체상 압력센서(35), 기체상 온도센서(36);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프의 캐비테이션 특성 확인 시험설비
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극저온유체(액체산소, 액체수소 등)를 작동매질로 사용하는 펌프의 캐비테이션 특성을 확인하는 시험 방법에 있어서,
기체상 공급배관라인(32)의 유량밸브(10) 및 드레인밸브(26)를 열어 극저온 액체를 주입하고, 주입된 극저온 액체를 가열식열교환기(11)로 가열하여 기체상으로 만드는 단계(S11);와
상기 S11 단계에서 만들어진 기체상을 기체상 공급밸브(25)는 열고 드레인밸브(26)는 닫은 상태에서 극저온유체 공급배관라인(31)에 투입하여 펌프(16)의 흡입구에서 액체포화유동상태를 얻은 후 그 상태에서 펌프(16)의 캐비테이션을 특성을 측정하는 단계(S12); 및
상기 S12 단계의 상태에서 기체상 공급용 압력조절기(13)의 압력을 높여 기체상의 유량을 증가시켜 펌프(16)의 흡입구에서 2상(증기상 포함)포화유동상태를 얻은 후 기체상의 압력증가와 유량증가를 각각 기체상 압력센서(27) 및 기체상 유량센서(28)로 측정하여 펌프(16)에 공급되는 극저온 유체에 포함된 기체상(증기)량에 따른 펌프(16)의 캐비테이션 특성을 측정하는 단계(S13);를 포함하는 펌프의 캐비테이션 특성 확인 시험방법
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제4항에 있어서,
상기 S12 단계에서,
상기 펌프(16)의 흡입구에서 액체포화유동상태를 얻기 위해 상기 펌프(16)와 연결된 극저온유체 공급배관라인(31)에 기체상이 투입되어야 하는 위치(lmix)를 하기의 [실험식]를 사용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 펌프의 캐비테이션 특성 확인 시험방법
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제4항에 있어서,
상기 S12 단계 또는 S13 단계에서,
상기 펌프(16)의 흡입구에서 액체포화유동상태 또는 2상포화유동상태를 얻기 위해 공급 기체상의 압력은 '무차원 Lp(Laplace number=ρlνl(wg-wl)/σl)≥1' 인 조건을 만족시키는 속도를 만들어 낼 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프의 캐비테이션 특성 확인 시험방법
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