• 한국추진공학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.1-13
• /
• 2021

추력이 최적화된 노즐의 초음속 유동장에 대한 노즐벽면각도의 영향이 수치해석적으로 조사되었다. 30톤급 로켓엔진의 연소기와 작동조건이 최적노즐형상을 조사하기 위하여 선택되었다. 연소생성물의 노즐유동은 케로신-액체산소의 이동평형계산에 의해서 구현되었다. 노즐벽면 각도의 변화는 내부충격파 및 2차 충격파의 발달형태를 다르게 유도하였다. 내부충격파가 노즐출구에서 특정위치에 있을 때 최적노즐이 얻어졌다. 최적노즐에 대한 노즐벽면 각도들은 충격파를 고려하지 않고 얻어진 최적노즐 형상과 매우 유사하게 얻어졌다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.19-27
• /
• 2018

본 논문에서는 E-D 노즐 공압 실험 연구의 선행 연구로써, 노즐 압력비에 따라 변화하는 E-D 노즐특성 파악을 위한 해석적 연구가 수행되었다. 설계 변수 중, 핀틀 변곡 각도를 하나의 변수로 하여 서로 다른 세 가지 수치해석 모델을 설계하였다. 노즐 압력비가 낮을 때는 E-D 노즐 내부로 외부 대기가 유입되어 개방 유동장이 형성되었다. 노즐 압력비가 높아짐에 따라 노즐 내부에 재순환 영역이 고립되는 폐쇄 유동장으로 유동 천이가 발생함을 확인하였다. 또한, 전체 노즐 압력비 구간에서 핀틀 변곡 각도가 높은 해석 모델에서 가장 높은 추력 계수가 도출되었다.

• 에너지공학
• /
• 제19권3호
• /
• pp.163-170
• /
• 2010

소결버너를 이용한 표면점화는 제철공정에서 철광석의 소결을 위한 중요한 공정 중 하나이다. 본 연구에서는 듀얼 타입 소결 버너의 연소 특성을 분석하기 위하여 실험실적 규모의 실험과 전산 해석을 수행하였다. 라디칼 측정을 통해 연소특성을 파악하였으며, 열전대를 이용한 실험과 전산 해석 결과를 검증하였다. 검증된 전산 해석 모델을 바탕으로 싱글타입 소결 버너와 듀얼 타입 소결버너의 연소를 비교하였으며, 노즐 간격과 각도가 연소에 미치는 영향을 분석하기 위하여 3가지 노즐 간격 및 4개의 노즐 각도에 대한 전산해석을 수행하였다. 듀얼 타입이 싱글 타입 소결 버너보다 넓고 균일한 화염 폭을 형성함을 확인하였으며, 45도 비대칭 노즐 간격이 소결 베드 표면 점화를 위한 최적의 화염 폭을 형성함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권10호
• /
• pp.1061-1066
• /
• 2011

본 연구에서는 절삭가공 시 생산성 향상을 위해 사용되는 고압분사 홀더(hp holder)에 들어가는 노즐의 유동특성을 파악하였다. 집중형의 노즐 분사형태를 유지하면서 분사되는 유동에 영향을 주는 설계인자로 입구 유입속도, 노즐 유입각도, 노즐 출구직경을 설정하여 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 그 결과 입구 유입속도가 높을수록, 노즐 출구직경이 작을수록 분사되는 유체의 압력과 속도가 높은 것으로 나타났다. 노즐 유입각도의 경우에는 각도변화에 따른 유동특성의 차이가 크지 않았지만 약 $15^{\circ}$일 때가 가장 높은 유동특성을 보였다. 또한 결과값을 이용하여 분사되는 유체의 힘에 의해 가공 시 발생하는 칩의 제거 가능 여부를 확인해 보았다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권8호
• /
• pp.997-1002
• /
• 2012

박용기관에서의 배기규제는 단계별로 강화되고 있으며 연소실 내외의 종합대책이 요구되고 있다. 기관 내부의 연소 특성은 배기배출 특성과 밀접한 관계가 있으며 분사밸브의 노즐과 노즐 홀 특성은 연소에 중요한 영향을 미친다. 분무 특성을 향상시키기 위한 노즐에 관한 연구는 입구형상, 직경 등에 집중되고 있으며, 노즐 출구의 형상에 대해서는 연구가 부족하다. 본 연구에서는 노즐 출구의 형상을 0도에서 90도까지 변화시키면서 계산을 수행하였다. 분사 압력, 질량유량, 유속, 유동특성 등을 종합하였을 때 노즐 출구 각도를 30도와 60도 사이로 하였을 때가 가장 효과적일 것이라 사료된다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.11-23
• /
• 2022

길이를 단축한 ED(Expansion Deflection) 노즐의 설계를 위해 길이 단축 방안에 따른 ED 노즐의 수치적 연구를 수행하였다. 첫 번째 방안은 80% 벨 노즐 길이를 갖는 ED 노즐의 확장부 길이를 10%, 20%와 30%씩 단축하는 것이다. 두 번째 방안은 노즐 목 각도를 증가시켜 확장부 길이를 단축하는 것이다. 길이 단축에 따른 윤곽선의 곡률 증가로 인해 80% 벨 노즐 길이인 ED 노즐과 첫 번째 방안의 ED 노즐의 출구 유동 속도의 감소폭이 줄어들어 추력이 유사해졌다. 두 번째 방안의 ED 노즐은 80% 벨 노즐 길이인 ED 노즐보다 출구 유동 속도가 증가하여 추력이 증가하였다.

• 청정기술
• /
• 제23권1호
• /
• pp.42-53
• /
• 2017

탈질과 탈황을 동시에 수행하는 과산화수소($H_2O_2$) 수용액 세정탑의 반응효율을 증가시키기 위해 예혼합이 이루어지는 혼합 냉각기(mixing quencher) 영역 내부의 유체유동에 대한 수치해석이 수행되었다. 산업공정에서 상용화되고 있는 세정탑 전단부의 혼합냉각기에서 과산화수소 수용액이 주입되는 노즐의 분사방식은 배기가스와 과산화수소 수용액의 혼합에 중요한 역할을 하며, 혼합냉각기에서의 혼합도는 세정탑 의 효율을 결정하는 중요 요소가 된다. 본 연구에서는 혼합냉각기 내부유체의 농도분포 개선을 목적으로 하여 혼합냉각기 내의 노즐 관의 배열을 조절하거나 노즐 팁 각도를 변경하며 유체혼합을 최적화하였다. 전산해석은 이 냉각기영역의 내부유동 및 각 유체 농도에 대한 RMS (root mean square) 값을 계산하여 내부유체의 혼합도의 개선을 확인하였다. 세부적으로는 노즐 관의 위치를 조절할 때 변경되는 냉각기 영역 후단의 농도 RMS 값을 확인하여 난류형성위치에 따른 최적화된 혼합도를 확인하였으며 기본형상 대비 난류형성방향을 조절하는 목적의 노즐 팁 각도를 증감하여 농도분포의 균질화를 비교하였다. 노즐 관의 배열에 따라 난류형성위치와 그에 따른 유체혼합이 해석되었다. 또한 노즐 팁 각도를 조절하는 경우에는 유동방향과의 각도에 따라, 흐름이 병류와 향류에 따라 혼합도의 최적화를 확인할 수 있었다. 노즐 관의 위치는 0.3 m, 노즐 팁은 병류의 $15^{\circ}$일 때 최적의 조건을 가지며 가장 낮은 RMS 값인 12.4%를 가졌다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제35권12호
• /
• pp.967-972
• /
• 2013

질소산화물 저감에 큰 효과가 있는 MILD 연소는 고온의 배기가스가 연소로내에 유입되는 양에 따라 질소산화물 저감 특성이 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 동심원관 형태의 MILD 연소로에서 바깥 원통의 배기가스 통로에서부터 안쪽 원통의 연소통로 사이에 연결관을 설치하고 배기가스를 유입하기 위해 coanda 노즐을 사용하였다. 이러한 coanda 노즐의 기하학적 형상 변화에 따라 고압공기 유량, 배기가스 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 최적의 coanda 노즐 형상을 도출하는 것을 본 연구의 목적으로 하였다. 본 연구의 전산 해석의 결과는 conada 노즐의 노즐 통로 간격이 0.5 mm, 노즐 각도 $4^{\circ}$, 노즐 확관 길이 146 mm일 때 최적의 유입량비가 되었고 노즐 통로 수직 길이는 유입량비에 무관하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
• /
• 한국화재소방학회 2013년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.229-229
• /
• 2013

본 연구에서는 미세 물분무 노즐의 소화성능을 분석하기 위해 유량계수, 방사거리, 방사각도, 그리고 작동압력에 따라 분사되는 물입자 크기를 측정하였다. 이를 위해서 이중 구조의 미세 물분무 노즐 LPN-61과 LPN-63을 제작하였으며, 미분무 소화설비를 구성하여 이중구조 노즐의 형상에 따라서 유동특성을 정량화하였다. 그 결과 LPN-61은 유량계수 5.116, 방사각 $120^{\circ}{\sim}125^{\circ}$로 작동압력이 $4kgf/cm^2$에서 $10kgf/cm^2$까지 증가함에 따라서 SMD는 $127{\mu}m$정도에서 $88{\mu}m$까지 입자 크기가 감소하였으며, LPN-63은 유량계수 5.121, 방사각도 $120^{\circ}{\sim}125^{\circ}$로 동일한 작동압력 범위에서 SMD는 $108{\mu}m$에서 $80{\mu}m$까지 감소하는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권11호
• /
• pp.1361-1369
• /
• 2013

본 연구에서는 다공홀 인젝터 내부 유동에 대한 CFD 시뮬레이션 해석(ANSYS 13.0 CFX)을 직접 수행하였다. 이러한 결과를 바탕으로 인젝터 노즐 설계변수가 캐비테이션에 미치는 영향을 파악하기 위해 실험계획법이 적용되었다. 각 설계변수의 설계민감도 및 신호 대 잡음비 분석을 위해 캐비테이션 유동에 영향을 미친다고 판단되는 설계변수는 노즐 홀 직경, 노즐 홀 길이, 노즐 홀 각도 및 노즐 홀의 K-factor로 지정하였다. 또한 16 개 실험점으로 각 변수의 영향을 분석하였다. 본 연구에서 노즐 내부유동을 파악하기 위하여 수치해석 프로그램과 신호 대 잡음비 분석이 본 논문에 적용되었고 그 결과, K-factor의 변화가 노즐 홀 길이와 노즐 홀 각도의 변화보다 인젝터 내부 캐비테이션 생성에 미치는 영향이 더 크다는 것을 알 수 있었다.