워터 브레이크
Water brake | 이 글은 검증을 위해 인용구가 추가로 필요하다.– · · 책· · (2009년 11월)(이 템플릿 |
워터 브레이크는 기계적 에너지를 흡수하는 데 사용되는 유체 커플링의 한 유형이며 일반적으로 물을 채운 인클로저에 장착된 터빈 또는 프로펠러로 구성된다.
터빈이나 프로펠러가 회전하면서 난기류와 마찰로 인해 기계에너지가 물속으로 전달된다. 스테이터의 포켓에서 회전 로터의 포켓으로 물이 통과할 때 물의 가속으로 인한 충격에는 에너지가 필요하다. 그 에너지는 물이 물 브레이크를 통해 이동할 때 마찰로 인해 물을 가열한다. 로터(보통 내연기관)를 돌리는 시스템의 거의 모든 마력은 물의 온도 변화로 변환된다. 장치 내의 베어링과 씰에 의해 매우 적은 양의 에너지가 흡수된다. 따라서 물은 흡수되고 있는 마력에 비례하는 비율로 장치를 통해 끊임없이 이동해야 한다. 장치를 빠져나가는 수온은 반드시 120–160 °F(50–70 °C) 이하로 유지하여 스케일 형성과 공동화를 방지해야 한다. 물은 기기 중앙으로 들어가고 스테이터와 로터의 포켓을 통과한 후 제어된 오리피스를 통해 하우징 바깥쪽으로 빠져나간다. 하중의 양은 주택 내부의 수위에 따라 달라진다. 일부 워터 브레이크는 흡입수량만을 제어하여 부하를 변화시키고 흡수하고자 하는 HP에 따라 정해진 배출구 오리피스 크기를 가지며, 어떤 것은 배출구 수온에 대한 보다 큰 제어를 가능하게 하는 입력 및 출력 오리피스를 동시에 제어한다. 하우징은 외부로 배출되어 유닛 내 수위가 오르내릴 때 공기가 물을 대체하게 한다.
흡수될 수 있는 토크의 양은 T = 토크, N = RPM, D = 로터의 직경, k = 로터/스테이터 포켓의 크기와 모양, 각도에 따라 상수인 T=kND로25 정의된다.[1]
시험 대상 시스템의 토크가 필요한 시스템은 일반적으로 입력축에 수직인 하우징에 부착된 토크 암에 장착된 스트레인 게이지를 사용한다. 하우징/스테이터는 롤러 베어링에 장착되고 로터는 로터 및 프레임과 독립적으로 회전할 수 있도록 하우징/스테이터 내의 롤러 베어링에 장착된다. 스트레인 게이지는 토크 암을 프레임 어셈블리에 연결하고 하우징이 터빈과 같은 방향으로 회전하려고 할 때 하우징이 회전하지 않도록 한다. (뉴턴의 제3법칙).
저항의 양은 인클로저의 물의 양을 한 번에 변경함으로써 달라질 수 있다. 이것은 수동 또는 전자적으로 제어되는 물 밸브를 통해 이루어진다. 브레이크 내부의 수심이 높을수록 부하도 커진다. 워터 브레이크는 일반적으로 동력계의 일부 형태에 사용되지만 영국 고급여객열차와 같은 철도 차량에도 사용되었다.
수력식 구조(토크 흡수)
Froude waterbrake는 수력 운동학적 구조 또는 (토크 흡수)에 기초한다.
기계는 회전으로 물을 바깥쪽으로 가속하는 임펠러(회전 장치)로 구성된다. 물은 스테이터에 의해 속도가 바뀌어 물이 로터의 내경까지 되돌아오게 된다. 주어진 물 덩어리의 경우, 이 속도 변화는 상응하는 운동량 변화를 산출하며 운동량의 변화 속도는 힘에 비례한다. 로터와 스테이터 내의 어느 지점에서 작용하는 이 힘은 축 중심선에서 떨어져 있으며, 거리에 곱한 힘은 토크를 생성한다.
참고 항목
 | 위키미디어 커먼즈에는 동력계와 관련된 미디어가 있다. |
참조
- ^ Rao, Narayan N.N. The Basic Theory of Hydraulic Dynamometers and Retarders. India: SAE paper 680178.
