• 제목/요약/키워드: 액체 미립화

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초음속기체-금속액체 분사기의 미립화 과정에 대한 수치해석 (Numerical Study on the Atomization Process of a Supersonic Gas-Metallic Liquid Atomizer)

  • 황원섭;김귀순;최정열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권7호
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    • pp.593-602
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    • 2016
  • 본 연구에서는 근접연계방식의 초음속기체 금속분말 미립화장치에 대한 수치해석을 수행하였다. 액체금속의 미립화 과정에서 발생하는 1, 2차 액적분열을 모사하기 위해서 난류 모델을 선정하고 VOF(Volume of Fluid), DPM(Discrete Phase Model) 해석을 차례대로 수행하였다. 해석결과, Level-Set function 분포도를 통해 1차 분열액적의 직경을 계산할 수 있었으며 이 데이터를 DPM 해석에 반영해 도메인 출구에서 수집된 입자들의 최종직경분포를 확인할 수 있었다.

공기액체질량비에 따른 이류체 선회형 분사의 분무거동 및 미립화 특성 (Feature of Spray Transport and Atomization from Two-Phase Swirling Jet with Air-to-Liquid Mass Ratio)

  • Lee, Sam-Goo
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.39-45
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    • 2004
  • 선회형 미립화기의 분무거동에 관한 논의는 현재 여러 연구자들에 의해 활발히 논의되고 있다. 본 연구에서는 이류체 내부혼합형 선회노즐의 특성을 파악하고자 공기와 액체의 질량 비를 바꿔가며 최적의 미립화 조건을 알아보기 위하여 실시되었다. 이를 위하여 분무 유동장의 평균속도, 파동속도 및 액적크기에 관한 비교를 정량적으로 분석하였다. 각 유동조건에 따른 지수함수를 만족하는 상관관계 또한 도출하였는데, 이는 질량 비에 관계없이 거의 동일함을 알 수 있었고, 질량비가 높을수록 선회 각이 30o인 경우가 미립화 특성이 가장 우수하였다. 따라서, 본 연구에서 이루어진 결과에서는 노즐의 형상이 분무유동에 미치는 여러 인자 중 가장 중요한 것이라 여겨진다.

소형 액체로켓엔진 인젝터의 분사성능 고찰을 위한 분무특성 매개변수 측정 (Measurement of Spray Characteristic Parameters for Inquiry into Small LRE-Injector's Injection Performance)

  • 정훈;김진석;김정수;박정;최종욱
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.141-144
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    • 2009
  • 액체로켓엔진 연소실의 연소특성은 인젝터의 성능에 지대한 영향을 받는다. 본 논문은 소형 액체로 켓엔진 인젝터의 분사성능 고찰을 위해 이중모드 위상도플러속도계를 이용하여 분사압력 및 분무의 횡단방향 이동거리 변화에 따라 액적의 속도, Sauter 평균직경, 난류강도와 같은 분무특성 매개변수를 측정한다. 또, Weber 수와 Reynolds 수를 활용하여 인젝터 분무의 미립화 및 난류특성을 규명한다.

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초음파 미립화 노즐의 분무 특성에 미치는 주요 인자의 영향 (Effect of Major Factors on the Spray Characteristics of Ultrasonic Atomizing Nozzle)

  • 정선용;이계복
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.1-7
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    • 2017
  • 분무식 노즐(spray nozzle)은 액체의 표면을 증가시키기 위해 에너지를 공급하여 액체를 다수의 액적으로 미립화시키는 장치로 연소과정에서의 연료의 미립화 또는 표면이나 입자의 코팅 등 여러 산업분야에 다양한 목적으로 응용된다. 초음파 미립화 노즐은 진동 발생장치로부터 고진동수의 전기에너지를 받아 같은 진동수의 기계적 에너지로 변환시키는 변환기를 갖고 있다. 변환된 에너지를 액체에 부가하여 고주파 진동에 의해 미세한 액적을 생성하여 분사한다. 코팅작업에서 가압되지 않은 저속의 분무는 액적이 튕겨나가지 않고 표면에 달라붙어 과도하게 분사되는 양을 줄일 수 있다. 초음파 미립화 노즐은 초음파 진동부 외벽에 공기를 공급해 줄 수 있는 공간을 통해 생성된 보조 공기흐름을 이용하여 저속의 액적을 운반하여 분무특성이나 분무형상을 조절할 수 있다. 따라서 주위 공기의 흐름을 이용하여 원하는 분무특성을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 액적의 분사 운동을 모사하기 위해 라그랑지안 분산상 모델(DPM)을 적용한 상용코드 FLUENT를 사용하여 액적 주위의 공기흐름을 동반하는 초음파 미립화 노즐을 해석하였다. 노즐 수축부 형상, 액적의 크기 그리고 공기 측 압력차의 크기를 변화시키며 수치해석을 수행하여 코팅용 분무를 위한 최적 조건을 연구하였다.

젤 추진제의 분무 및 연소특성 연구동향 (Research Trends of Spray and Combustion Characteristics Using a Gelled Propellant)

  • 황태진;이인철;구자예
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.96-106
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    • 2011
  • 젤 추진제는 젤 추진 시스템에서 액체 추진 시스템과 같이 제어의 용이성, 저장성, 취급성, 비누설성 등과 같은 장점을 포함한다. 또한, 젤 추진제는 액체 추진제와 비교했을 때 보다 높은 발열량 특성을 나타내며, 금속 입자(알루미늄, 보론)의 첨가로 높은 비추력을 얻을 수 있다. 미립화 특성과 관련하여 젤 추진제는 젤화제의 다양한 점도와 금속 입자의 첨가 정도에 따라 저조한 미립화 특성을 나타낸다. 젤 추진제의 미립화 특성 향상과 연소 효율을 증대 시키기 위해 젤화제의 함유량 변화와 금속 입자의 첨가 정도에 따른 젤 추진제 제조 기술을 바탕으로 동적 분무 특성, 연소 특성 연구를 수행하고 있으며, 이에 대한 연구동향을 소개한다.

축소형 초고압 분사 시스템의 노즐 형상에 따른 초음속 액체 제트 분무 특성에 관한 연구 (Spray Characteristics of Supersonic Liquid Jet by a Nozzle Geometry of Miniature High-Pressure Injection System)

  • 신정환;이인철;김희동;구자예
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.177-180
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    • 2010
  • 고압관, 가압관, 발사관으로 구성된 Ballistic Range의 일종인 2단식 경가스 총을 사용하여 초음속 액체 제트의 분무 특성을 연구하였다. 135 bar의 압축공기는 고압관과 가압관 사이에 OHP필름으로 구성된 격막을 파열시킨 후 가압관의 발사체를 약 250 m/s의 속도로 가속하였다. 가속된 발사체는 액체 저장부에 충돌하여 액체를 초고압으로 가압한 후 초음속으로 분사시키며, 특히 초음속 액체 제트는 미립화된 다중 제트의 형태를 나타내고 액체 제트 전방 영역에서 충격파를 수반한다. 다양한 분사 노즐의 기하학적 형상에 대한 분무시험결과 초음속 액체 제트의 속도와 충격파 각도가 각각 다르게 생성되었으며, L/d가 9.9, 11.9, 23.8의 조건에 대하여 L/d가 23.8의 경우에 액체 제트의 분사속도가 마하수 1.53으로 가장 낮게 측정되었다.

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벤츄리 스크러버 내의 액체 분사 미립화에 대한 수치적 해석 (Numerical Simulation for Atomization of Liquid Jet in Venturi Scrubber)

  • 박순일;장근식;문윤완;사종엽
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2004년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.37-41
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    • 2004
  • Liquid injection in a Venturi Scrubber creates great effect on the dust-collection efficiency and operation cost of venturi scrubbers. We have developed a model that can numerically simulate atomization of the liquid jet in the Venturi Scrubber. This simulation consists of models on liquid column, jet surface breakup, column fracture and secondary droplet breakup. These models have been embedded in the KIVA3-V code. We have calculated such parameters as the jet penetration, jet trajectory, droplet size, velocity field and the volume flux distribution. The results are compared with the experimental data in this paper.

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안정성 이론을 이용한 고압 분사 액체 제트의 미립화 모델에 관한 연구 (A Study on an Atomization Model of a High-Pressurized Liquid Jet with a Stability Theory)

  • 김홍석;성낙원
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권6호
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    • pp.811-818
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    • 2001
  • The wave characteristics for a non-reacting high-speed liquid jet were investigated using a linear stability theory. In this study, 2-D incompressible viscid momentum equation for a liquid jet was considered, and the effects of injection parameters, such as Weber number, Reynolds number, and density ratio, on the wave characteristics were investigated. With the wavelength obtained from the stability analysis, the atomization model was suggested. The droplet sizes after breakup were determined by the wavelengths of fast growing waves, and the mass of the shed droplets was determined by the breakup time derived by ORouke et al. It was found that in comparison with measurements of diesel fuel spray, the results of calculation had a similar trend of the decrease of overall SMD with the increase of Reynolds number.