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Investigation on helix type labyrinth seal to minimize leakage flow of cryogen for rotating superconducting machines

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  • 발행기관
    한국초전도저온학회 (구 한국초전도저온공학회) 바로가기
  • 간행물
    한국초전도·저온논문지 (구 한국초전도저온공학회논문지) KCI 등재 SCOPUS 바로가기
  • 통권
    Vol.26 No.1 (2024.03)바로가기
  • 페이지
    pp.25-30
  • 저자
    Yubin Kim, Kihwan Kim, Seungcheol Ryu, Hojun Cha, Seokho Kim
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A445169

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원문정보

초록

영어
High-temperature superconducting rotors offer advantages in terms of output-to-weight ratio and efficiency compared to conventional phase conduction motors or generators. The rotor can be cooled by conduction cooling, which attaches a cryocooler, and by refrigerant circulation, which uses circulating liquid or gas neon, helium and hydrogen. Recent work has focused on environmental issues and on high-temperature superconducting motors cooled with liquid hydrogen that can be combined with fuel cells. However, to ensure smooth supply and return of the cryogenic cooling fluid, a cryogenic rotational coupling between the rotating and stationary parts is necessary. Additionally, the development of a sealing structure to minimize fluid leakage applicable to the coupling is essential. This study describes the design and performance evaluation of a non-contact sealing method, specifically a labyrinth seal, which avoids power loss and heat load caused by friction in contact sealing structures. The seal design incorporates a spiral flow path to reduce leakage using centrifugal force, and computational fluid dynamics (CFD) simulations were conducted to analyze the flow path and rotational speed. A performance evaluation device was configured and employed to evaluate the designed seal. The results of this study will be used to develop a cryogenic rotational coupling with supply and return flow paths for cryogenic applications.

목차

Abstract
1. INTRODUCTION
2. 극저온 회전 커플링
3. 누설 유동 해석
3.1. 해석 모델
3.2. 메시 의존성 테스트
3.3. 해석 결과
4. 해석 모델의 실험 검증
4.1. 실험 장치 구성
4.2. 실험 결과 분석
4.3. 액체수소 적용시 누설 특성 해석
5. 결론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES

키워드

non-contact seal labyrinth seal cryogenic computational fluid dynamics (CFD) HTS motor

저자

  • Yubin Kim [ Department of Smart Manufacturing Engineering, Changwon National University, Changwon, Korea ]
  • Kihwan Kim [ Department of Smart Manufacturing Engineering, Changwon National University, Changwon, Korea ]
  • Seungcheol Ryu [ Department of Smart Manufacturing Engineering, Changwon National University, Changwon, Korea ]
  • Hojun Cha [ Department of Smart Manufacturing Engineering, Changwon National University, Changwon, Korea ]
  • Seokho Kim [ Mechanical engineering, Changwon National University, Changwon, Korea ] Corresponding author

참고문헌

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간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국초전도저온학회 (구 한국초전도저온공학회) [The Korean Society of Superconductivity and Cryogenics (KSSC)]
  • 설립연도
    1998
  • 분야
    공학>전기공학
  • 소개
    21세기 핵심기술인 초전도공학과 저온공학분야의 기술 수준을 향상시키고, 선진 외국의 관련 학회와의 국제 교류 뿐만 아니라 이 분야에서 산.학.연의 학술활동 및 기술교류의 구심점으로의 그 역할을 성실히 수행하고자 한다.

간행물

  • 간행물명
    한국초전도·저온논문지 (구 한국초전도저온공학회논문지) [Progress in Superconductivity and Cryogenics]
  • 간기
    계간
  • pISSN
    1229-3008
  • eISSN
    2287-6251
  • 수록기간
    1999~2026
  • 등재여부
    KCI 등재,SCOPUS
  • 십진분류
    KDC 427 DDC 537

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