Most of fluid systems, such as P&ID in ships, power plants, and chemical plants, consist of various components. The components such as bends, tees, sudden-expansions, sudden-contractions, and orifices contribute to overall pressure loss of the system. The local pressure losses across such components are determined using a pressure loss coefficient, k-factor, in lumped parameter models. In many engineering problems Idelchik's k-factor models have been used to estimate them. The present work compares the k-factor based on CFD calculation against Idelchik's model in order to confirm whether a commercial CFD package can be used for pressure loss coefficient estimation of complex geometries. The results show that RSM is the best appropriate for evaluating pressure loss coefficient. Commercial CFD package can be used as a tool evaluating k-factor even though the accuracy is influenced by a turbulence model.
전기장이 인가되고 있는 유로를 유동하는 전기유변유체의 기본성질을 파악하기 위 한 실험 및 해석적 연구를 수행하여 빙햄유체로서의 유효성에 대해 알아보고 전기장과 유로 면 형상 및 진동유동으로 인한 영향에 대해 조사함으로써 ER밸브 및 ER대퍼로의 응용과 관련한 감쇄력 제어에 대해 검토하였다. 첫 번째 실험은 ER밸브의 높이가 2mm인 적극면이 평탄한것과 요철로 된 것을 사용하여 압력손실을 압력변환기로 측정함으로써 전기장 및 유 로형상에 대한 영향을 알아보았다. 압력손실 및 전단응력이 전기자세기와 함수관계를 가짐 을 알수 있었고 전기장세기와 유속의 변화시 손실계수에 의한 ER효과의 상이함이 확인되었 으며 레이놀즈수가 커지면 항복전단응력의 영향은 나타나지 않았다. 두 번째 실험은 실린더 를 정현파로 진동시켜 ER밸브에서 감쇠력제어가 가능한가를 알아보고 빙햄유체모델로 설계 된 ER댐퍼의 모델과 비교하였다. ER배르와 ER댐퍼의 수학적 모델을 시뮬레이션한 결과는 약간 벗어남이 보이기는 하나 실험결과와 일치하요 있다. 이것은 ER유체를 단순히 빙행유 체로 취급할수없으나 거시적으로는 빙햄유체로 취급할수 있음을 시사한다.
빈 시스템에서 적정 팬을 선정하기 위해서, 빈에서 벼를 건조 혹은 통풍시킬 때 벼의 저항에 의해 발생되는 공기의 압력손실을 예측하는 모델을 개발하였다. 또한 벼의 건물 손실을 예측하기 위하여 벼의 호흡 모델을 개발하였다. 그리고 온도 및 습도 센서들을 이용한 자동계측 시스템을 사용하여 저장된 벼의 상태를 연속적으로 측정, 분석함으로써 벼의 통풍기준을 결정하고 이를 근거로 빈의 자동통풍 시스템을 개발하여 평가하였다. 공기의 정압 손실은 공기의 속도 및 벼의 함수율의 함수로서 나타내어졌으며, 일정 곡물 깊이에서 벼의 함수율이 낮을수록 그 정압손실은 증가하였다. 벼의 호흡에 의해 발생되는 이산화탄소의 양은 저장온도, 벼의 함수율, 저장 기간의 함수로서 나타낼 수 있었다. 벼의 안전 저장을 위해 곡물의 온도 및 함수율, 평형상대습도, 벼의 품질저하지수(deterioration index)에 대한 자동통풍 기준을 결정하였으며 이들을 이용해서 퍼스널 컴퓨터로 팬, 제습기 등의 통풍 장치들을 자동제어하는 자동통풍 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 곡물의 상태를 예측, 제어함으로써 14% 이하의 함수율과 4이하의 품질저하지수, 그리고 어떤 균류도 생성시키지 않음으로써 벼를 안전하게 저장할 수 있었다.
본 논문의 목적은 협착이 발생괸 원관과 분기관내 혈액과 혈액대용유체의 유동문제 에 수치해석방법을 적용하여 유동특성을 파악하는데 있다. 혈액대용유체로서는 Separan AP-273 500wppm 수용액과 Carpobol 934 1.0w% 수용액을 사용하였다. Carbopol 수용액의 유변학적 성질은 수정멱법칙모델, 그리고 혈액과 Separan 수용액의 유변학적 성질은 Carreau 모델로 나타내었다. 협착관유동에서 Carbopol 수용액의 재부착거리는 혈액이나 Separan 수용액의 경우보다 길고 협착으로 인한 압력강하는 Carbopol 수용액, 혈액, Separan 수용액의 순으로 작게 나타난다. 분기관유동에서 Separan 수용액의 압력손실은 혈 액과 Carbopol 수용액보다 작게 나탄나고 협착이 발생괸 부기관내에서 혈액과 Separan 수 용액의 압력손실은 협착이 없는 분기관의 압력손실보다 크게 증가한다.
Collection efficiencies and pressure drops for the removal of small particles from dilute liquid suspensions by granular bed filter were calculated using network model. The network model is composed of a number of nodes connected with cylindrical bond and particles are deposited on the bond surface. The collection efficiency of each cylindrical bond was predicted using unit cell model corresponding to the pore volume of cylindrical pore both at the initial and transient states. Deposited particles on the collector surface may act as additional collector and reduce the pore size of the collector. As a result, the collection efficiency was improved and pressure drop increased with deposition. Even though the stochastic nature of network requires a large number of simulation work, the model proposed in this study can be used in investigating collection efficiency and pressure drop.
In this paper, the correlation of Pressure drop about the Newtonian and non-Newtonian fluid was investigated experimentally for vibrating intravascular lung assist device (VIVLAD) and we determined correlation equation to make a prediction about Pressure drop for designing VIVLAD. Design conditions to predict the pressure drop of the modules were studied through an experimental modeling before inserting the artificial lung assist device into as venous. Experiments were performed by distilled water, glycerol/water mixed solution(40% glycerol) of Newtonian fluids. and the bovine blood of non-Newtonian fluids. These fluids were flowed outside and parallel of hollow fiber membranes. Also we measured pressure drop according to the number of the fiber membranes which ware inserted into the inside diameter of shell of 3 cm, and developed the prediction equations by curve fitting method based on correlation between the experimental pressure drop and the frontal area or the packing density of device. The result showed that the Pressure drop and the friction factor of the water/glycerol mixed solution were similar to that of bovine blood. It was showed that the water/glycerol mixed solution (40% glycerol) could be used for measuring the pressure drop and the friction factor instead of the bovine blood. Also, we could estimate the prediction equation of pressure drop and friction factor as the function of Packing density at the number of hollow fibers. We obtained the reliance of the prediction equations because the pressure drop and the friction factor measured from the experiments were similar to that from the prediction equation. These results may be used to further usefulness for the design of VIVLAD.
본 연구는 컴팩트한 열교환기의 설계를 위하여 열교환기 내의 원형 단면 도관의 유변 유체의 압력 강하 및 대류 열전달률을 수치해석적으로 수행하였다. 유변 유체의 구성방정식은 기존의 비뉴톤 유체 멱법칙을 보완한 수정 멱법칙 모델을 채택하였다. 도관 내의 압력강하를 의미하는 마찰계수와 수정 레이놀즈 수의 곱은 기존 문헌치와 비교할 때 뉴톤 유체 영역과 유변 멱법칙 영역에서 각각 0.01% 및 0.004% 내에서 일치함을 보였고 유변 수정멱법칙 유체 모델의 형태를 띠는 유변 유체를 열교환기 내의 원형 단면 도관 내에서 사용하면 뉴톤 유체보다 최대 58%의 압력강하를 감소시켰고 최대 9%의 대류 열전달 증가을 발생시킬 수 있었다.
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.15
no.1
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pp.63-69
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2009
Gas volumetric fractions and pressure loss are very important parameters in understanding and predicting gas-liquid two-phase flows. They are also essential to design large heat exchanging system in many industries, boiler and refrigerating systems mounted at ships. This paper therefore presents a theoretical method of predicting the pressure loss and gas volumetric fractions in gas-liquid two-phase flows for the whole range of pipe inclinations. The theoretical analysis is based on the two-fluid stratified flow model. It also provides the results of the comparisons between this theoretical analysis results and previous experimental results.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2012.05a
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pp.515-519
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2012
A numerical study was performed to observe the relation between internal flow characteristics and operating temperatures in a Lapple cyclone. The present numerical results agree reasonably well with previous experimental and numerical results. As the operating temperature increases, the pressure drop decreases due to decrease of wall shear stress and tangential velocities. A detailed comparison of pressure drops in the cyclone between theoretical prediction models and the present numerical simulations is also presented for wide range of operating temperatures.
Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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v.21
no.6
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pp.1-7
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2017
The performance of a MEMS solid propellant thruster was predicted and analyzed through internal ballistics model and CFD analysis. The nozzle throat was $416{\mu}m$, and the area ratio of the nozzle was 1.85. As a result of the internal ballistics model, chamber pressure increased up to 197 bar and the maximum thrust was 3,836 mN. In CFD analysis, the chamber pressure of the internal ballistics model was applied as the operating pressure, and the CFD model was divided into an adiabatic and a heat loss model. As a result, the maximum thrust of the adiabatic model was 14.92% lower than that of the internal ballistics model, and the effect of heat loss was insignificant.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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