• Title/Summary/Keyword: 유동 혼합 특성

Search Result 510, Processing Time 0.022 seconds

An Analytical Study on the Condensation of Submerged Vapor Jets in Subcooled Liquids (과냉수에서의 증기응축제트에 대한 해석적 연구)

  • 김기웅;이계복;김환열
    • Journal of Energy Engineering
    • /
    • v.8 no.2
    • /
    • pp.333-340
    • /
    • 1999
  • A numerical study of turbulent condensing vapor jet submerged in subcooled liquids has been conducted. A physical model of the process is presented employing the locally homogeneous flow approximation of two phase flow in conjunction with a $\kappa$-$\varepsilon$-g model of turbulence properties. In this model the turbulence is represented by differential equations for its kinetic energy and dissipation. A differential equation for the concentration fluctuations is solved and a clipped normal probability distribution function is proposed for the mixture fraction. Effects of steam mass flux, pool temperature and nozzle internal diameter on the condensing vapor jet are also analyzed. The model is evaluated using existing data for turbulent condensing vapor jets. The agreement between the predictions and the available experimental data is good.

  • PDF

Investigation of Hydrodynamic Mass Characteristic for Flow Mixing Header Assembly in SMART (SMART 유동혼합헤더집합체의 동수력 질량 특성 고찰)

  • Lee, Gyu Mahn;Ahn, Kwanghyun;Lee, Kang-Heon;Lee, Jae Seon
    • Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping
    • /
    • v.16 no.1
    • /
    • pp.30-36
    • /
    • 2020
  • In SMART, the flow mixing header assembly (FMHA) is used to mix the coolant flowing into the reactor core to maintain a uniform temperature. The FMHA is designed to have enough stiffness so the resonance with reactor internal structures does not occurs during the pipe break and the seismic accidents. Since the gap between the FMHA and the core support barrel assembly is very narrow compared with the diameter of FMHA, the hydrodynamic mass effect acting on the FMHA is not negligible. Therefore the hydrodynamic mass characteristics on the FMHA are investigated to consider the fluid and structure interaction effects. The result of modal analysis for the dry and underwater conditions, the natural frequency of primary vibration mode for the horizontal direction is reduced from 136.67 Hz to 43.76 Hz. Also the result of frequency response spectrum seismic analysis for the dry and underwater conditions, the maximum equivalent stress are increased from 13.89 MPa to 40.23 MPa. Therefore, reactor internal structures located in underwater condition shall consider carefully the hydrodynamic mass effects even though they have sufficient stiffness required for performing its functions under the dry condition.

Non-gray Radiation in the Entrance Region of a Smooth Tube (평편한 튜브의 입구 영역에서의 비회복사)

  • Seo, Tae-Beom
    • Solar Energy
    • /
    • v.15 no.3
    • /
    • pp.91-103
    • /
    • 1995
  • Non-gray radiation with convection in the entrance region of a smooth tube is numerically investigated. The fluid is a mixture of carbon dioxide, water vapor, and nitrogen to simulate combustion products of propane. The flow is assumed to be laminar and hydrodynamically and thermally developing. The P-1 approximation is used to simplify the radiative transfer equation and the exponential wide band model is adapted to model the spectral absorption coefficients of non-gray gas mixture. The bulk mean temperature and Nusselt number variation along the tube axis are shown for several inlet and wall temperature pairs to show the effect of temperature on the heat transfer characteristics. Nusselt numbers for simultaneously developing flow are compared to those for thermally developing flow. In addition, the effect of the mole fraction of the non-gray gases on convective and radiative Nusselt numbers is investigated.

  • PDF

Accurate and Robust Computations of Gas-Liquid Two-Phase Flows Part 1: Development of Shock-Stable Two-Phase Schemes (액체-기체 2상 유동장의 정확하고 강건한 해석 Part 1: 충격파 안정적인 2상 유동 수치기법의 개발)

  • Ihm, Seung-Won;Kim, Chong-Am
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
    • /
    • v.37 no.1
    • /
    • pp.1-16
    • /
    • 2009
  • In this paper, we introduce two-phase versions of RoeM and AUSMPW+ schemes. Both schemes are originally developed for the gas dynamic problems, and have shown superior accuracy, efficiency and robustness. A new shock discontinuity sensing term is derived from the mixture equation of state, which is commonly used in the RoeM and AUSMPW+ schemes for the stable numerical flux calculation. The developed two-phase versions of the schemes are applied to several liquid-gas, large property discrepancy two-phase test problems, including several shock stability test problems. The results show that both schemes maintain the merits exhibited in gas dynamic problems even in two-phase flows.

Bubble-driven Convective Flow in the Liquid with Temperature Gradient (온도구배가 있는 액체 내에서 기포가 유발하는 대류유동)

  • Bae, Dae-Seok;Kim, Jeong-Soo
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
    • /
    • v.15 no.4
    • /
    • pp.65-72
    • /
    • 2011
  • Numerical simulation has been performed to investigate the bubbly flow in the liquid with vertical temperature gradient. The objective of this study is to establish an accurate numerical prediction program of gas-liquid two-phase flows in a vertical temperature gradient condition, whose mathematical model is formulated by the Eulerian-Lagrangian model. The present numerical results reveal the temperature mixing mechanism and the fluid dynamical characteristics induced by the bubbly flow in the liquid with stratified temperature. The effects of bubble radius, void fraction, and gas flow rate on bubble-driven convective flow are considered, too.

Stability Analysis of Wakes with Chemical Reaction (연소 반응을 가지는 후류 유동의 불안정성)

  • 신동신;홍성제
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
    • /
    • 1998.04a
    • /
    • pp.17-17
    • /
    • 1998
  • 연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

  • PDF

MELCOR 1.8.3을 이용한 NUPEC 수소분포실험 분석

  • 최종수;이종인
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
    • /
    • 1996.05b
    • /
    • pp.616-621
    • /
    • 1996
  • PWR 원전의 중대사고시 격납건물내 수소거동을 모의한 NUPEC의 수소분포실험 결과를 MELCOR 1.8.3 코드를 이용하여 검증 차원의 비교분석을 수행하였다. 이 연구에서는 정확한 실험조건 및 코드의 특성을 반영하여 실험에서의 유동 및 열역학적 조건을 모두 모의하였다. 이를 통해 실험에서 나타난 수소거동 특성을 재확인하고, MELCOR 코드의 분석능력 및 특성을 평가하였다. ISP-35에 대한 비교분석을 통해 다격실 격납건물내 중대 사고시 수소 혼합 및 분포 현상에 대한 MELCOR의 분석능력을 확인하였다.

  • PDF

A Study of the Effect of Flame Stretch of Flame Speed (화염 스트레치가 화염전파속도에 미치는 영향에 관한 연구)

  • 정석호
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
    • /
    • v.9 no.2
    • /
    • pp.250-258
    • /
    • 1985
  • 비균열 접선속도장에 기인한 화염스트레치 인자와 확산선호도가 예혼합화염의 전파속도에 미치는 영향을 연소가스와 예혼합기의 대향류 유동장을 모델로 하여 접합 전개 방법을 이용하여 일반 인 Lewis수 및 기체팽창을 고려하여 해석하였다. 이 결과 스트레치가 작은 경우에는 확산선호 도에 따라 화염특성이 급격히 변화하는데 이는 곡률을 가진 자유전파화염의 특성과 동일하며 스트레치가 큰 경우에는 확산선호도에 관계없이 화염전파속도는 감소하는 특성을 보여주었다. 또한, 화염스트레치의 실험적 측정 및 이론적 해석에 있어서의 정의 및 화염스트레치의 영향에 관한 현상적 설명에 대하여 재검토하였다.

Reactive Fields Analysis of Hybrid Combustor Under Different Arrangements of Oxidizer Injectors (하이브리드 연소기의 산화제 주입기 배열 특성에 따른 반응유동장 해석)

  • Cho Sung-Chan;Kim Soo-Jong;Lee Seung-Chul;Kim Jin-Kon;Koo Ja-Yae;Moon Hee-Jang
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
    • /
    • v.9 no.2
    • /
    • pp.78-88
    • /
    • 2005
  • The combustion characteristics of End-Burning hybrid combustor using different types of injector system are numerically investigated to visualize the temperature fields in the combustion chamber The basic characteristics of combustion with different O/F ratio is also analyzed in order to capture the main behavior of diffusion flame inside the swirl induced hybrid combustion chamber It was found that the arrangement of oxidizer injectors give strong effect on the temperature field dominating mixing between fuel and oxidizer. The results show that among five different oxidizer injectors arrangement, the counter flow injector has the highest mixing efficiency. However, the observed high wall temperature presence near the oxidizer injectors remains to be solved.

Flow Characteristics Investigation of Gel Propellant with Al2O3 Nano Particles in a Curved Duct Channel (Al2O3 나노입자가 젤(Gel) 추진제의 곡관 유동특성에 미치는 연구)

  • Oh, Jeongsu;Moon, Heejang
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
    • /
    • v.17 no.3
    • /
    • pp.47-55
    • /
    • 2013
  • Curved duct channel flow characteristics for non-Newtonian gel fluid is investigated. A simulant gel propellant mixed by Water, Carbopol 941 and NaOH solution has been chosen to analyze the gel propellant flow behavior. Rheological data have been measured prior to the flow analysis where water-gel propellant and water-gel propellant with $Al_2O_3$ nano particles are both used. The critical Dean number examined by the numerical simulation in the U-shape duct flow reveals that although water-gel-nano propellants have higher apparent viscosity, the critical Dean number do show no notable difference for both the two gel propellant. It is found that the power-law index may be a dominant parameter in determining the critical Dean number and that the gel with particles addition may be more vulnerable to Dean instability.