Finely atomized fuel droplet and good mixed mixture plays very important in improving combustion efficiency in an spark ignition engine. And combustion efficiency has influence directly on the engine power, fuel consumption rate and pollutant emission. In this study, perforated throttle valve which has relatively low value of PR has been developed and studied for the purpose of improving those aims. As a result of this study, it has been verified that the perforated throttle valve makes droplet more finely, and also proved that has a function of contributing to form good mixed mixture, especially in mixture preparation system of carburetor or SPI type spark ignition engine.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제32권6호
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pp.923-930
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2008
The butterfly valve is widely used in the industrial field as an on-off or a flow control valve. When the butterfly valve is used as a flow control valve. cavitation sometimes occurs in the range of high flow rate because of the small valve opening. Therefore. the pressure loss and the cavitation characteristics are investigated by use of a commercial CFD code. The results show that the possibility of cavitation occurrence in the cryogenic butterfly valve is very high in the case of valve opening angle below 10 degree and incident velocity over 6m/s. By increasing the inlet velocity at 10 degree of valve opening angle. the value of loss coefficient increased. However. by increasing the inlet velocity at 50 degree of valve opening angle. the value of loss coefficient decreased.
상수도시설 중 배수관망시설은 해당 지역의 영향을 민감하게 받는 시설이므로 설계시 해당시설의 특성을 충분히 고려해야 한다. 배수시설은 설치된 해당지역에 따라 그 특성이 매우 다르기 때문에, 설계지표 또한 해당 도시마다 다르게 설정될 수 있다. 도시의 규모가 크거나, 그 특성이 해당 구역에 따라 다른 경우에는 같은 도시의 경우라도 대상구역에 따라 다른 지표를 사용하는 경우도 있다. 따라서 이런 상수도관망의 설계 및 관리를 위해서는 장기간 현장여건에 맞는 관측자료를 통한 정밀한 수리분석이 요구되며 국내의 경우 일반적으로 Hazen-Williams 공식을 사용하고, 이때 관내면의 마찰손실계수 C는 유속계수라 한다. 이러한 유속계수는 상수관로의 물리적 특성을 나타내며 관로 내의 흐름해석, 펌프 및 관로의 설계, 최적 운영 방안, 통수능력 및 관 노후도 평가 등에 사용되거나 영향을 미치는 중요한 요소라 평가되고 있다. 또한 다수의 현장 관측 자료를 확보하여도 분기 구간과 펌프 및 밸브 등으로 인한 손실 등의 오차가 발생하므로 유속계수 산정 시 발생되는 많은 오차들을 줄여 보다 신뢰성 있는 유속계수를 산정해야 하고, 현장 관측 자료를 이용하여 유속계수를 산정하기 어려운 구간에 대해서는 관망해석 모델링을 통하여 결정하고 있다. 본 연구에서는 전주권 광역상수도의 계통 특성에 맞는 관로의 유속계수를 결정하기 위해 관리주체에서 기존에 설치한 수압계와 유량계 및 관망도를 이용하여 기초자료를 수집하고 Hazen-Williams 공식을 이용하여 유속계수를 산정하였다. 계산된 상수관로 유속계수는 전주시의 10개 계통에서 최소 107.06, 최대 145.02, 평균 127로 계산되었으며, 유속계수에 영향을 미치는 물리적 요소들의 관계를 파악하고자 상관성 분석 실행하였다. 그 결과 관경과 경과년수의 상관계수 R은 0.011 관경과 유속계수의 상관계수는 -0.009로 두변수간의 상관성이 거의 없고, 경과년수와 유속계수의 상관계수는 -0.776로 음의 상관성을 갖는 것으로 분석되었다. 이와 같이 제시한 유속계수는 해당 지역의 참고자료나 기준으로서 활용할 수 있을 것으로 판단되며 비 대상 지역에서도 현장자료가 부족한 곳의 유속계수를 산정할 경우 보다 신뢰성 있게 유속계수를 산정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 LPG 용기용 가스밸브의 강도 안전성과 몸체의 경량화 해석을 9개의 밸브모델에 대하여 유한요소해석 프로그램 MARC 및 다구찌의 실험적 설계법을 사용하였다. 가스밸브의 몸체에 작용하는 Von Mises 최대응력은 밸브에 작용하는 최대가스압력 $91kg/cm^2$을 적용하여 황동밸브 구조물의 안전성을 고찰하였다. 여기서 최대압력 $91kg/cm^2$은 LPG 가스용기의 안전계수를 고려한 것으로 안전성 해석이나 최적설계를 수행하는데 충분한 작동압력이다. 밸브몸체의 자중량을 줄이기 위해 수행된 해석은 LPG가스의 유동손실을 줄이고, 최적설계에 따라 소재가격을 낮출 수 있기 때문에 설계단계에서 고려해야 할 하나의 주요변수이다. 계산결과에 따르면, 최적설계 밸브모델은 9번이고, 이때의 최적설계 변수는 가스가 통과하는 밸브의 아래쪽 A의 반경 r=10mm, 위쪽 B의 반경 r=6mm, A와 B의 연결부 파이프 길이 l=2 mm로 결정되었다.
Experimental investigations on the flow characteristics of downstream region of a butterfly valve, which is used in SI engine, have been conducted according to Reynolds number and valve angle. Measurement programs of the flowfield using x-type of hotwire anemometry include the mean and fluctuating velocity, turbulnet intensity, shear stress, power spectrum and pressure loss coefficient. Experimental results show that flow characteristics and independent of relatively high Reynolds number; 60,000 and 80,000. It is also seen that streamwise mean velocities have relatively large velocity gradient around the butterfly valve with increasing the valve opening angle and this trend appears even in the far downstream region. The distributions of turbulent intensity and shear stress show irregular behavior regardless of the valve opening angle and those of the case of the valve opening angle of 45°are the largest. The pressure loss coefficient of the body surface of the throttle valve increases mildly with the increase of Reynolds number and increases rapidly with the reduction of the valve opening angle.
공기압 밸브는 자동화 시스템에 공급되는 공기를 제어하는 기능을 지닌 핵심부품으로 널리 사용되고 있다. 하지만 공기압 밸브가 고장이 발생하면 설치되는 시스템의 특성상 전체 시스템에 영향을 미쳐 막대한 손실을 야기 시킬 수 있다. 이로 인하여 최근 신뢰성에 대한 중요성 및 소비자의 요구수준이 날로 증대되고 있어 밸브의 수명을 예측하여 제품의 신뢰성을 확보하기 위한 수명분포, 수명열화 특성 등과 같은 연구가 널리 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 공기압 밸브의 수명예측을 위한 핵심요소인 모수 도출 및 제안을 위하여, 최근 널리 사용되고 있는 플러그인형 공기압 매니폴드 밸브의 척도모수 및 $B_{10}$ 수명값을 완전데이터 수명관측 방법으로 측정하였으며, 수명분포 특성을 확인하기 위하여 상관계수값을 이용한 분포 적합성 검토와 주요성능 결정항목인 동적응답과 누설이 수명에 따라 열화되는 특성을 분석한 결과를 제시한다.
Butterfly valve is a valve that controls fluid flow depending on the size of the opening angle. In general, the size of the opening angle of the valve increases, the fluid flow has also increased sharply. However, sometimes, in a specific piping system, a particular operating condition is needed that the fluctuation of the fluid flow should not have large amount although the size of opening angle of the valve become larger. In butterfly value, the shape of a typical thin plate, it is impossible to control a minute fluid, but in thick plate type, it is possible. In this study, we got the fluid flow control characteristics and pressure drop through both a numerical method and an experimental method about thick plate type. The numerical result and experimental result of flow coefficient show a similar pattern. In addition, we could find that minute fluid flow control was possible in the area of small size of the opening angle.
Butterfly valves are widely used as control valves for industrial process. For the definition of optimum configuration of the valve, wide range of related studies has been actively conducted in the case of working fluids of water or air under the normal temperature. Recently, internal flow and performance characteristics of cryogenic butterfly valve for LNG carrier take a growing interest in the field of research and development. Therefore, present study is aimed to investigate the internal flow and performance characteristics of the cryogenic butterfly valve because the study result for the valve can be hardly found at present. Part 1 of this paper describes the study result of a butterfly valve model under the condition of the normal temperature. Succeeding Part 2 of this paper will describe the internal flow characteristics of a cryogenic butterfly valve for LNG carrier. The results of Part 1 show that pressure loss coefficients and flow rate coefficients obtained by the present experiment and CFD analysis agree well each other. Moreover, internal flow visualization for the valve by CFD analysis and PIV measurement have revealed complicated flow patterns of the internal flow field in detail.
Fuel atomization and mixture formation in an gasoline engine has influence on the engine performance and pollutant emission. The throttle valve installed in an intake system plays a greater role in control of mixture quantity in accordance with engine drive condition. In this study, the characteristics of secondary atomization developed at the downstream of the valves were observed using an image processing method. Two major kinds of valves, solid and perforated ones, are chosen in order to compare the valve performance with the experimental parameters of air flow rate, valve opening angle, and valve shapes. For the perforated valve, we can obtain the relatively small sized droplets, and nearly uniformed and dense distributed sprays with low loss coefficient than for the solid valve.
Recently, micro hydropower and it's useful utilization are taking a growing interest as a countermeasure of global worming by carbon dioxide and exhaustion of fossil fuel. The purpose of this study is to investigate the possibility of extracting micro hydropower wasted by a valve in water supply system using micro cross-flow hydraulic turbine. In order to fulfill the functions of controlling flow rate and pressure in substitute for the valve, air and water are supplied into an air suction hole which is installed on the side wall of micro cross-flow hydraulic turbine. The results show that in case of supplying a lot of air into the air suction hole, about 50% of flow rate and relatively high value of loss coefficient are controlled by the turbine. Moreover, including high possibility of applying the micro cross-flow turbine to water supply system, extended application of the turbine to the water discharge system of drainage and irrigation canal.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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