• 한국추진공학회지
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• 제25권6호
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• pp.12-19
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• 2021

액체 추진제 공급 시, 하류의 압력변동과 무관하게 일정한 유량을 공급하기 위한 캐비테이션 벤츄리의 실험적 연구가 수행되었다. 캐비테이션 벤츄리의 성능을 파악하기 위해 벤츄리를 설계, 제작하여 후단의 형상, 전단압, 그리고 배압에 따른 유량과 벤츄리 전·후단 압력비를 관찰하였다. 일반적으로 캐비테이션 벤츄리의 구조적인 형상에만 종속하는 벤츄리 임계압력비는 실험결과, 후단의 형상 및 벤츄리 전단압과 관계없이 0.74로 일정함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.1-7
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• 2015

캐비테이션 벤츄리는 후단 압력에 상관없이 액체의 유량을 일정하게 유지시켜주는 장치로, 일정한 추진제 유량의 공급을 필요로 하는 액체로켓엔진 시스템에 성공적으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 축소되는 유입각과 팽창하는 출구각 만이 다른 네 개의 캐비테이션 벤츄리를 설계, 제작하였다. 압력을변경시켜가며 벤츄리를 통과하는 유량과 전/후단의 압력을 측정하였다. 실험결과로부터 각 벤츄리에 대한 유량계수와 임계 압력비를 계산하였다. 캐비테이션 벤츄리의 입구각과 출구각은 유량계수에 영향을 주었으며, 출구각은 임계 압력비에도 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 1부
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• pp.262-265
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• 2011

본 연구는 탈진 기류 분사 시스템의 최적화 설계에 관한 기초 연구의 일환으로 전산유체역학(CFD)을 이용하여 일반 블로우 튜브와 단순 벤츄리 조합의 충격 기류(Pulse air jet) 방식의 탈진 장치에 대한 탈진 성능과 벤츄리 입구에 기류 유도용 구조물을 설치한 경우의 탈진 성능을 비교하였다. 각 Case별로 벤츄리 내부로 유입되는 탈진 공기량을 예측한 결과, case 2의 벤츄리 형상 개조시 case 1 보다 벤츄리로 유입되는 탈진 공기량이 약 20% 증폭되는 것으로 나타났다. 또한 필터백 표면에서의 탈진 기류 전달 분포를 예측한 결과, 모든 case가 필터백의 국한된 영역으로 탈진 기류가 집중됨을 알 수 있었다. 또한, case 2의 경우가 case 1보다 오히려 탈진 기류의 전달 수준이 불량함을 알 수 있다. 이는 case 2의 경우 벤츄리 입구에 기류 유도용 구조물을 설치한 것이 탈진 공기량을 증폭시키는데에는 도움이 되나, 오히려 벤츄리 내부로 유입된 탈진 기류의 직진성을 보완하여 필터백 내부에서 탈진 기류의 확장을 방해하기 때문인 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권10호
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• pp.865-871
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• 2014

본 연구는 벤츄리 시스템을 미세기포 생성을 위한 공기공급 장치로 개발하는데 그 목표를 두고 수행하였다. 이를 위해 상용유동해석 프로그램인 ANSYS CFX-15를 사용한 전산 유동해석을 통해 기하학적 형상변화가 벤츄리 관 내 유동특성들에 미치는 영향을 규명하였다 그리고 공급공기를 공급하는 공기 공급관의 위치, 크기, 개수 등을 변수로 2-유체 유동 해석을 수행하여 이들 설계 값들이 공기 공급 특성에 미치는 효과를 규명하였다. 최종적으로 직경 비 ${\beta}=0.75$의 벤츄리 확대관이 시작되는 위치에 공기 공급 구멍을 설치할 경우 가장 많은 공기가 벤츄리 관으로 유입되는 것을 확인할 수 있었으며, 유입공기 공급구멍 개수 및 직경과 벤츄리 관 내 공급되는 공기량 사이에는 선형적인 관계가 성립됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1571-1578
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• 2015

전산유체역학(CFD)을 이용하여 산업체에 널리 적용되고 있는 충격기류형 탈진시스템의 탈진 특성을 규명하고, 그 성능을 향상시키기 위해 탈진부 유니트(unit) 형상을 개조한 경우의 탈진 성능을 비교하였다. 탈진부 각 형상에 대해 검토한 결과, 블로우 튜브에 노즐을 설치한 경우(Case 3)와 벤츄리에 이중 유입관을 설치한 경우(Case4, 5)가 현재 현장에서 널리 적용되고 있는 구조(Case 1)에 비해 우수한 것으로 예측되었다. 또한 최적 형상의 벤츄리를 설계하고, 이 벤츄리를 pilot plant에서 실험하여 현장 적용성을 분석하였다. 블로우 튜브와 본 연구에서 제안한 벤츄리를 조합한 시스템의 경우, 기존 시스템(블로 튜브만 사용한 경우와 블로 튜브와 벤츄리를 조합한 경우)에 비해 탈진 기류를 집중시키는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서 제안한 벤츄리를 장착하여 테스트한 결과, 산업 현장에서 사용 중인 상용 벤츄리를 사용한 경우 보다 탈진횟수 및 탈진시간이 많이 향상되는 결과를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.29-36
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• 2002

두 번째 벤츄리 끝단 각도가 가스터빈 연소기의 유동 및 분무 특성에 미치는 영향을 이해하기 위해 스월 vane 형태의 2중 스월컵을 장착한 산업용 가스터빈 엔진에 대해 두 번째 벤츄리 끝단 각이 수렴형, 직선형, 발산형의 세 경우에 대해 실험을 수행하였다. 두 번째 벤츄리 끝단 각도의 변화가 가스터빈 연소기의 재순환 영역의 위치, 크기 및 형상 등의 유동 특성과 연료 액적 분무 형태를 크게 변화시킴을 확인 할 수 있었다. 발산형 벤츄리에서는 내부 재순환 영역이 점화가 일어나는 지점에서 가까운 곳에서 형성되므로 화염의 안정화에는 탁월할 것으로 판단되지만, 수렴형 벤츄리에서 가장 작고 균일한 크기의 액적들이 측정되었고, 내부 재순환 영역이 연소기 내에 길게 형성된 점으로 고효율, 저공해 연소기로는 수렴형 벤츄리의 경우가 적합하리라 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권12호
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• pp.1119-1125
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• 2010

하수 슬러지의 혐기성 소화성을 향상시키기 위한 다양한 전처리 방법이 제시되어 있지만, 대부분 낮은 경제성 등의 문제로 현장 적용에 제한을 받고 있다. 본 연구는 장치의 구성 및 유지관리가 용이한 수리동력학적 캐비테이션 방법을 이용한 venturi cavitation system (VCS)의 전처리 효율을 향상시키기 위한 최적 설계 및 운전조건을 도출하기 위하여 수행하였다. VCS에서 벤츄리의 직렬 연결 개수는 3개일 때 가장 높은 전처리 효율을 나타내었고, 펌프는 흡입방식이 압송방식에 비하여 단위 에너지 투입량 당 1.6배 높은 전처리 효율을 나타내었다. 캐비테이션이 발생하는 조건에서 벤츄리의 목 직경 조합은 전처리 효율에 영향을 주지 않았다. 또한 3개의 벤츄리가 직렬로 연결된 벤츄리를 병렬로 설치할 경우 에너지 투입량 당 전처리 효율이 30% 향상되었다. 병렬 연결 운전조건으로 슬러지를 처리하였을 때, 에너지 소모량 당 가용화 효율은 5.6 mg ${\Delta}SCOD/g$ TS/kWh로 기존의 수리동력학적 전처리장치보다 우수하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.371-374
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• 2012

본 연구는 "사이클론과 관성충돌 및 백필터의 제진원리를 일체화한 고효율 멀티 제진시스템의 최적화 설계를 위한 수치 해석적 연구(I) : 집진기 입구 최적화 설계"에 이은 일련의 연구로서 앞선 연구에서 도출된 사이클론부 하단 벤츄리(Venturi)에서의 강한 하향 기류의 가속에 따른 분진 재비산 가능성에 대한 추가적 검토를 위한 연구이다. 사이클론부를 통과한 기류가 상향 흐름으로 방향을 전환할때 좀 더 가속시켜 빠르게 곡률반경을 형성하여 조대 입자의 분리를 극대화시키기 위한 목적으로 사이클론부 하단을 벤츄리 형상으로 설계하였으나, 유동장 분석 결과 벤츄리를 통과한 처리가스 흐름이 가속되면서 호퍼 하단까지 약 4~5 m/s의 강한 하향 흐름을 형성하고 호퍼 하부의 말단 부근에서 상향 흐름으로 방향 전환을 하고 있는 것으로 예측됨에 따라 설계 의도와는 달리 벤츄리 설치시 호퍼 하단에 포집된 분진의 재비산을 예방하는데는 크게 역할을 하지 못하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권12호
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• pp.1161-1169
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• 2012

지면효과를 받는 3차원 대칭단면 날개(NACA0015)의 공력특성과 끝단와(wing-tip vortex)의 거동에 관하여 수치적 연구를 수행하였다. 날개가 지면에 근접함에 따라 공기 역학적 특성과 끝단와의 거동은 두 가지 상이한 현상(지면효과와 벤츄리효과)에 의하여 영향을 받는다. 지면효과는 양력을 증가시키며 항력을 감소시켜 공기역학적 특성을 향상시키는 반면 벤츄리효과는 음의 양력을 만들고 항력을 급격히 증가시킨다. 대칭형 익형은 받음각에 따라 이러한 현상이 모두 나타난다. NACA0015의 경우 받음각이 4도 보다 작은 경우 벤츄리효과가 지배적이며 받음각이 이 보다 큰 경우 지면효과가 지배적으로 나타난다. 특이하게 4도에서는 이 두 가지 현상이 모두 나타났다. 벤츄리효과가 지배적인 경우 지면과 날개 사이의 흡입현상의 증가로 인하여 끝단와는 날개의 안쪽으로 끌려 들어오는 반면 지면효과가 지배적인 경우 끝단와는 날개의 바깥쪽으로 밀려나가는 현상을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.28-28
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• 2000

가스터빈 연소기의 역방향 이중 스월러의 두 번째 벤츄리 끝단 각도의 변이가 연소실내의 유동 특성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 벤츄리 끝단 각도가 수렴형, 직선형, 발산형의 세 형상에 대해 연료 분무가 없는 경우, 연료 분무는 있으나 연소는 없는 경우, 연소가 일어나는 경우에 대해 수치적 방법으로 연소실 내의 유동 특성에 대해 고찰하였다. 연료의 분무는 분무된 액적들이 갖는 운동량이 유입되는 공기의 운동량에 비해 적으므로 분무에 의한 유동 특성의 변화는 무시할 수 있는 반면 연소가 일어날 때는 유동 특성이 판이하게 달라짐을 확인할 수 있었다. 가스터빈 연소실 내의 유동 특성은 벤츄리 끝단 각의 변이에 따라 민감하게 변하고 있다.