• Title/Summary/Keyword: 균일 유동

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Numerical Study for Flow Uniformity in Selective Catalytic Reduction (SCR) (SCR 반응기 유동 균일화를 위한 수치적 연구)

  • Jung, Yu-Jin;Hong, Sung-Gil;Lee, Gang-Woo;Shon, Byung-Hyun
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.151-154
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    • 2011
  • $NO_x$ 제어 기술로는 크게 연소 전 탈질, 연소 개선 및 연소 후 탈질 기술로 구분할 수 있으며, 연소 후 탈질 기술에 속하는 SCR은 촉매를 사용하여 $NO_x$를 환원하는 대표적인 배연탈질기술이다. SCR의 $NO_x$ 저감 성능은 촉매 요인(촉매 구성물질, 형태, 공간속도 등)과 배가스의 온도, 유속 분포, 공정 운전 조건 등의 다양한 인자에 의해 좌우되는데 특히, 촉매층으로 유입되는 유동의 균일도는 가장 중요한 요소가 된다. 유동이 균일하지 않을 경우 촉매 전단에 편류가 발생하게 될 것이며 일정 촉매만 사용하게 되어 촉매 사용주기 감소 및 SCR 성능 저하를 초래할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법을 이용하여 설계 초기의 SCR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 기류 균일도 여부를 확인하고, SCR 내 유동 균일도를 최적화시키기 위한 설계를 목적으로 설치하는 가이드 베인과 배플, 다공판이 반응기 내부 유동 및 촉매층의 기류 균일도에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 그 결과, 유동 개선을 위해 인입 덕트 곡관부에 가이드 베인을 설치하여 처리가스를 적절하게 배분시키고, 반응기 상단에 3단 배플을 설치한 결과 반응기 내부 유동의 편류 개선에 매우 효과적임을 알 수 있었다. 또한 다공판을 예비 촉매층 하단부 위치에 추가로 설치함에 따라 유동을 한번 더 완충시킬 수 있어 기류 균일도가 매우 양호해짐을 알 수 있었다.

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Turbulent Flow Measurements by Laser Velocimeter in Circulating Water Channel (레이져 유속계를 이용한 회류수조의 난류유동 측정)

  • Eun-Soo,Choi;Hyung-Jin,Sung;Jang-Hyuk,Kwon
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.26 no.3
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    • pp.1-8
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    • 1989
  • The flow characteristics of a circulating water channel which is appropriate for a flow measurement and visualization in the laboratory has been investigated by using a Laser Doppler Anemometer. In order to get a stable and uniform distribution of mean velocity at the test section, the surface flow accelerator is designed and used. The experimental results that the turbulent structure should be considered with the mean velocity for obtaining the reasonable uniformity at the test section.

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V형 유입구에 안내깃을 포함한 액체 램제트 엔진 연소실의 3차원 비반응 및 반응 유동 해석

  • 임상규;손창현;문수연;이충원
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.9-9
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    • 2000
  • 액체 램제트 엔진의 V형 유입구에 3개의 안내깃이 있은 경우에 대하여 유동 해석을 수행하였다. 수치해석에 앞서 본 연구에서는 ONERA에서 발표한 고체 램제트 연소기에 대한 실험 결과를 유동 해석 결과와 비교하여 해석의 정확성을 검증하였다. 안내깃에 의하여 연소실로 유입되는 공기는 유입구 곡관에서 효율적인 흐름을 유지할 수 있고 분사되는 연료의 분포도 제어될 수 있다. 안내깃의 두께가 큰 경우 자칫 유입되는 공기의 흐름을 방해하는 장애물의 역할을 할 수 있으므로 두께의 변화에 대한 영향도 계산하였으나 선정된 안내깃에 의한 연소실에서의 유동특성 변화는 적은 것으로 나타났다. 입구조건을 균일 유동으로 주고 해석한 결과, 연소실에서의 유동은 안내깃의 유무에 따라 큰 영향을 받지 않았다. 그러나 흡입구로 유입되는 공기의 속도 분포는 다양한 비행조건에서 균일하지 않기 때문에 주 유동을 방해하지 않는 안내깃의 설치는 연소실에서의 좀 더 안정된 화염의 생성을 위해 필요하다.

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밀도구배 및 후류손실을 가지는 혼합층의 불안정성에 관한 연구

  • 신동신;황승환
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.04a
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    • pp.23-23
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    • 1999
  • 후류손실을 가지는 혼합 전단층에 대하여 밀도변화가 없는 유동 및 밀도변화가 있는 유동의 선형 불안정성 해석을 수행하였다. 기본 유동의 속도장 및 밀도장은 tanh 함수를 사용하였으며, Gaussian 형태의 해석적 함수를 사용하여 두 유동을 분리시키는 평판 바로 다음에 존재하는 후류 손실 유동을 포함시켰다. 공간적 선형 불안정성 해석을 수행하여 불안정성 모드의 성장률과 파장속도를 주파수의 함수로서 구하였다. 해석 결과로부터 후류 손실을 가지는 혼합층은 sinuous 모드와 varicose 모드의 두 개의 불안정성 모드를 가짐을 알았다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도구배가 존재하나 빠른 자유유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도가 균일한 경우와 마찬가지로 sinuous 모드가 지배적인 모드가 된다. 그러나 느린 자유 유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도장의 두께가 속도장의 두께보다 상대적으로 얇아지면 varicose 모드가 sinuous 모드보다 더욱 불안정하여질 수 있다. varicose 모드와 sinuous 모드의 성장률이 비슷한 밀도장의 두께에서는 두 불안정성 모드가 주파수 변화에 따라 분지 되어지는 경향을 보인다.

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A Study on the Flow Uniformity and Characteristics of Exhaust gas in Diesel Particulate Filter/Diesel Oxidation Catalyst of Ship Diesel Reduction System by Computational Fluid Dynamics (CFD에 의한 선박용 DPF/DOC내 배기가스의 유동 균일도 및 특성 연구)

  • Kim, YunJi;Han, Danbee;Baek, Youngsoon
    • Clean Technology
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    • v.25 no.2
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    • pp.153-160
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    • 2019
  • As air pollution becomes more serious due to the increased number of diesel vessel operations, ship regulations on harmful emissions strengthen. Therefore, the development of a diesel exhaust after-treatment system for ships is required, and the higher the flow uniformity of the exhaust treatment system, the higher the treatment efficiency. With the computer software ANSYS Fluent, pressure drop and flow uniformity were used in this study to simulate flow rate with and without a baffle in both a Diesel Oxidation Catalyst (DOC) and Diesel Particulate Filter (DPF) system. The system pressure drop was found to be 38 to 40 mbar in the existing system condition, and the flow uniformity was approximately 84 to 92% at the inlet and outlet of the DOC. When the baffle was installed inside the system, the pressure increased and the flow uniformity was lowered due to an increase in flow rate. When the exhaust gas flow was reduced by 50% from $7,548kg\;h^{-1}$ to $3,772kg\;h^{-1}$, the flow uniformity at the inlet and outlet of the DOC increased by approximately 1 to 3% due to the low flow rate. In the case of DPF, the flow uniformity of exhaust gas was 98 to 99% because the uneven flow proceeded after uniformly flowing from the DOC.

An Optimized Analysis of the Optimal Flow Uniformity in SCR Facility for Small-and Mid-Sized CHPs (중소형 열병합 발전용 SCR 장치의 유동 균일화를 위한 전산유체해석 최적화 연구)

  • Lee, Sang-Hwan;Shin, Sang-Woo;Kim, Jung-Sub
    • Plant Journal
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    • v.9 no.3
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    • pp.48-52
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    • 2013
  • In this study, the internal flow field of SCR Denitrification Plant was simulated by using Computational Fluid Dynamics(CFD). In order to analyze the uniformity of flow field, an interpretation on the pre-existing facilities was performed, and some moot points were identified and compensated through this analysis. The compensatory methods include the installation of the Porous Plate below the bottom of the Baffle to create uniform flow and also, and the Guide Vane was also placed in the bend of pipe to guide the flow uniformly. Lastly, the Baffle was installed to deduct equalized space distribution of the air flow, initially flowed into the SCR Plant.

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Flow Analyses for the Uniform Distribution of Propellants at Manifolds of a Full-scale Gas Generator (가스발생기 연료 및 산화제 매니폴드 유동해석을 통한 유량균일성 파악)

  • Kim, Hong-Jip;Choi, Hwan-Seok
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.11
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    • pp.1140-1147
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    • 2009
  • Flow analyses have been performed to investigate the uniformity of propellant flow through the fuel and oxidizer manifolds of a full-scaled gas generator for a pump-fed liquid rocket engines. Injectors were simulated as porous medium layers having equivalent pressure drops. The uniformity of propellants has been analyzed for 3 fuel rings and 3 injector head configurations. The mixture ratio distribution at the exit of injectors has been estimated from the mass flow rates of fuel and oxidizer. The best configuration of fuel ring and injection head was selected through these flow analyses.

Characteristics of Flow Uniformity at the Section before Tube Bank with the Change of Expansion Inlet Duct Shape in a Heat Recovery Steam Generator (배열회수보일러 입구 덕트 확관 형상 변화에 따른 전열관군 전단 유동균일화 특성)

  • Ha, Ji-Soo
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.16 no.1
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    • pp.1-7
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    • 2012
  • The present study has been carried out to analyze the flow characteristics in the inlet expasion duct of a heat recovery steam generator by using numerical flow analysis. The inlet of HRSG corresponds the outlet of gas turbine exit and the flow after gas turbine has strong swirl flow and turbulence. The inlet flow condition of HRSG should be included the exit flow characteristics of gas turbine. The present numerical analysis adopted the flow analysis result of gas turbine exit flow as a inlet flow condition of HRSG analysis. Because the flow characteristics in the inlet duct of the tube bank is strongly related to the performance of a HRSG, it is most important for the optimal design of HGSG to understanding the flow phenomena in the inlet duct of HRSG. From the present study, the position of breakpoint in the inlet expansion duct should be lower than the reference breakpoint position for the optimal flow uniformity before the tube bank.

Computation of the Hydrodynamic Coefficients of Ships in Waves by Rankine Source Panel Methods (랜킨소오스 패널법을 이용한 파랑중 선박의 동유체력계수 계산)

  • Jin-Ho Yang;Ki-Jong Song;Ho-Hwan Chun
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.38 no.1
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    • pp.43-51
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    • 2001
  • The unsteady problems of ships in waves are analyzed by a low order panel method with Rankine source. Considering the basic flow as the uniform incoming flow(so called Kelvin flow) and also the double body flow. the solutions to satisfy the governing equation with the boundary conditions are obtained, and these two results are compared. The hydrodynamic coefficients for the modified Wigley hull and Series 60($C_B=0.7$) are computed and compared with the experimental data available and also other computational results published. It is shown that the computational results by the double body approximation agree well with the experimental results compared with those by the uniform Kelvin flow approximation.

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