가스터빈 분사기의 작은 구멍이 3D프린팅에 던진 질문
금속 3D프린팅으로 내부 통로를 만들 수 있어도, 출력 표면은 완전히 매끄럽지 않습니다.
연구진은 거친 출력 표면 때문에 작은 구멍에서 정해진 양을 미세하게 분사하기 어렵다고 설명합니다.
슈투트가르트대 연구진은 거칠기가 남아도 작동하는 적층제조 분사기를 설계했다고 발표했습니다.
연료 안개와 공기의 만남
연구진은 탄소를 포함한 연료에서 그을음과 질소산화물이 연료와 공기의 불충분한 혼합에서 주로 생긴다고 설명합니다.
그래서 분사 시스템은 연료를 잘게 흩뜨리고 공기와 균일하게 섞도록 설계됩니다.
통로를 출력하는 과정
금속 분말 베드 융합은 얇은 분말층을 깔아 레이저로 일부를 녹인 뒤 플랫폼을 낮추는 일을 반복합니다.
벽과 빈 공간, 연결 통로를 만들 수 있지만 완전히 평탄한 안쪽 표면까지 얻지는 못합니다.
슈투트가르트대 팀은 항공기 터빈에서 쓰인 원리를 소형화해 새 분사기에 적용했습니다.
연구진은 이 설계로 실험실에서 깨끗한 연소를 구현했다고 설명합니다.
여러 연료를 겨냥하지만 아직 실험실 단계
슈투트가르트대와 독일항공우주센터 연구진은 금속 적층제조로 소형 가스터빈에서 여러 연료를 다룰 분사기를 개발하고 있습니다.
수소와 천연가스, 비교적 점도가 높은 등유는 물성이 달라, 기존 분사 시스템은 보통 한 연료에 맞춰 설계됩니다.
연구진은 새 노즐이 수소·천연가스·등유처럼 성질이 다른 연료를 다룰 수 있다고 합니다.
현재까지 분사기 시험은 실험실 조건에 한정됐습니다.
연구진은 공정과 노즐 형상을 다듬은 다음 실제 조건에서 여러 연료로 시제품을 시험할 계획입니다.
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