• Title/Summary/Keyword: 유체 속도

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A Study on the Heat Transfer Analysis of High-Temperature Single Bubble in Water (수중 고온 단일 기포의 열전달 해석 연구)

  • SeokTae Yoon
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.29 no.1
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    • pp.117-123
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    • 2024
  • Bubbles generated in water receive an upward buoyant force due to the density and pressure difference of the surrounding fluid. Additionally, the behavior, shape, and heat exchange process of bubbles vary depending on the viscosity, surface tension, rising speed, and size difference with the surrounding fluid. In this study, we modeled speed, and heat transfer of a high-temperature single bubble rising in a cylindrical water tank. For this purpose, velocity, and temperature of the bubbles were calculated using theoretical equations, to be compared with numerical simulation results. The numerical analysis was performed using a commercial software, and the stability of the numerical analysis with mesh size was confirmed through calculation of the grid convergence index. The numerical analysis of the rising speed and temperature of a single bubble showed the values to converge when the minimum cell size was 1/160 of the bubble diameter, and the temperature decrease was confirmed to be the same as that of the surrounding fluid within 0.05 seconds.

Some Effects of Sliding Velocity on The Elastohydrodynamic Squeeze Films (탄성 경계상 압착막에 대한 미끄럼 속도의 영향)

  • 유형선;이병철
    • Tribology and Lubricants
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    • v.2 no.1
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    • pp.46-52
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    • 1986
  • 얇은 유막위의 타이어 변형해석이나, 압착막댐퍼 설계등의 해석에 응용되는 변동 하중하의 탄성 경계상 유체 압착막의 해석을 Newton-Raphson 반복법을 사용하여 하였다. 유막두께의 계산은 등계수 요소를 사용하여 정확한 계산을 하였고 슬라이더의 궤적은 강쇄진동의 응답곡선과 유사함을 알 수 있었다. 특히 본 연구에서는 미끄럼 속도의 영향을 고려하였으며 유체가 베어링내에 생긴 포켓에 정체하고 있어서 미끄럼의 영향은 속도가 클때를 제외하고는 큰 영향을 미치지 못함을 알 수 있었다.

An experimental study on the characteristic times of viscoelastic fluids by falling ball viscometer (낙구식 점도계를 이용한 점탄성 유체의 특성시간에 관한 실험적 연구)

  • 전찬열;유상신
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.1
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    • pp.241-250
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    • 1990
  • Characteristic relaxation time and characteristic diffusion time of viscoelastic fluids are determined experimentally by measuring the zero-shear-rate viscosity by falling ball viscometer and the infinite-shear-rate viscosity by capillary tube viscometer. Fluids used in experiments are aqueous solutions of polyacrylamide Separan AP-273 and the polymer concentrations range from 300 to 2000 wppm. A newly designed laser beam and timer system is employed to overcome the difficulty in measuring terminal velocities of the low concentration solutions. Ball removal device is prepared to remove the dropped ball from the bottom of cylinder without disturbing the testing fluid. In order to measure the zero-shear-rate viscosity, densities of hollow aluminium balls are adjusted very close to the densities of testing fluids. Characteristic diffusion time, which is ball viscometer. However, terminal velocity of a needle by falling ball viscometer is not affected by the time interval of dropping needles and characteristic diffusion time is not measured with a dropping needle. Powell-Eyring model predicts the highest values of the characteristic relaxation times among models used for heat transfer experimental works for a given polymer solution. As degradation of a polymer solution continues, the zero-shear-rate viscosity decreases more seriously than the infinite-shear-rate viscosity. Characteristic relaxation times of polymer solutions decreases as degradation continues.

Study of Terminal Velocity of 2-D Elliptical Object by Sedimentation Characteristics (2차원 타원형 물체의 유체 중 침강특성이 종단속도에 미치는 영향 연구)

  • Jeon, Jae-Yun
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2016.03a
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    • pp.548-553
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    • 2016
  • 본 연구는 타원형 물체가 유체 중에서 침강할 때 물체의 형상과 밀도에 따른 침강특성을 분석하는 것이며, 이로 인해 종단속도에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 복잡한 형태의 물체를 타원기둥으로 단순화하였고, 낮은 Reynolds 수(=0.5~100)에 대하여 연구를 진행하였다. 또한 침강형태가 종단속도에 미치는 영향을 연구하였다. 수치해석 검증을 통해 정확하고 효율적인 격자 크기를 결정하였다. 정확한 분석을 위해 단순히 종단속도의 변화를 본 것이 아니라 진동하지 않은 물체의 이론적 속도와 비교하여 이와 얼마나 차이가 있는지를 확인하였다. 수치해석 결과 장단축비에 따라 물체의 침강특성이 크게 변하였고 그 경향은 밀도비에 따라 다른 양상을 보였다. 또한 각의 진동에 대한 진폭과 진동수가 물체의 침강속도에 영향을 주는 것을 확인하고 그 원인에 대해서도 연구하였다.

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Effect of Contact Angles of PDMS and External Voltage on Flow Velocity in Microchannel (PDMS의 접촉각 및 외부전압 변화에 따른 마이크로채널에서 유체의 속도변화)

  • Lee, Hyo-Song;Kim, Jin-Yong;Kim, Jeong-Soo;Rhee, Young Woo
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.43 no.1
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    • pp.92-97
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    • 2005
  • In this study, the effect of contact angles of PDMS and external voltage has been investigated. SU-8 (Microchem, USA) negative photoresist and PDMS are used to make the microchannel. The contact angle of the native PDMS is $105^{\circ}$. The native PDMS is treated with the oxygen plasma and the contact angle changes $19^{\circ}$, $46^{\circ}$ and $69^{\circ}$. As a result, the rate of increase in flow velocity is not directly proportional to the rate of increase of external voltage. This is because the electrical double layer is condensed and the zeta potential is increased with an increase of the external voltage. The flow velocity is highest for the contact angle of $19^{\circ}$ at the same external voltage. Hence we conclude that the thickness of electrical double layer and flow velocities vary with contact angle at the same external voltage.

The Study of Fluid Induced Vibration Integrity Evaluation for the Pipe System (배관계 유체 유발진동 건전성 평가에 대한 연구)

  • Jang, Hoon;Chai, Jang Bom;Ryu, Ho Geun;Kim, Dong Soo
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2014.04a
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    • pp.216-216
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    • 2014
  • 과거 유체 유발 진동(FIV : Fluid Induced Vibration)은 배관계 설계 하중에 고려되지 않은 설계 하중이었다. 하지만, 원자력 발전소 또는 화력 발전소의 배관형상이 복잡하고 고온수가 배관 내부에서 유동하는 배관계에서 육안으로 관측이 가능한 배관진동이 발생하였다. 이에 배관 진동에 대하여 원인 분석과 배관 구조 건전성 평가에 관심을 가지게 되었다. 배관 진동은 배관 형상에 따라 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동이 하나의 원인이며, 고온수가 유동하는 배관일수록 압력 변동에 대한 배관 진동이 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동을 불규칙 수력하중이라고 한다. 본 연구에서는 배관 내부에서 난류 유동으로 발생하는 불규칙 수력하중을 유동해석을 이용하여 PSD(Power Spectral Density)로 산출하고, PSD 하중을 이용하여 불규칙 구조 응답 해석을 수행하여 배관계 응력 분포에 대하여 연구하였다. 배관 내부 난류 유동에 대한 불규칙 수력하중은 DES 난류 모델을 사용하여 시간에 대한 배관 내부 표면의 유체 속도를 유동 해석으로 산출하였으며, 유체 속도를 동압으로 계산한 후 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 PSD 하중으로 산출하였다. 그리고 불규칙 구조 응답 해석에서 배관 내부 유체 영향에 대한 진동 감쇠를 표현하기 위하여 유체 질량을 산출하고, 배관 구조 해석 모델 표면에 질량을 입력하는 방법으로 배관 고유진동수 및 불규칙 구조 응답 해석을 수행하였다.

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Measuring Convective Heat Transfer Coefficients of Nanofluids over a Circular Fine Wire Maintaining a Constant Temperature (등온으로 유지되는 가는 열선주위를 흐르는 나노유체의 대류열전달계수 측정실험)

  • Lee, Shin-Pyo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.36 no.1
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    • pp.9-16
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    • 2012
  • This paper describes a measuring apparatus that can be used to appraise the effectiveness of nanofluids as new heat-transfer-enhancing fluids. A couple of apparatuses using fine hot wires as sensors have been proposed for this purpose; however, they have a technical weakness related to the uncertain working conditions of the sensor. The present method uses the convective heat transfer coefficient from a hot wire as an indication of the heat transfer effectiveness of the nanofluid, where the temperature of the wire remains constant during the experiment. The operating principle and experimental procedure are explained in detail, and the validity of the system is tested with pure base fluids. The effects of particle concentration, velocity, and temperature on the heat transfer coefficients of the nanofluids are discussed comprehensively using the experimental data for graphite nanolubrication oil.

Preparation of Porous Polypropylene Membrane by a Thermally Induced Phase Separation Method in Supercritical CO2 (CO2 초임계 유체에서 열식법을 이용한 다공성 폴리프로필렌 막의 제조)

  • Lee, Sang-Joon;Chung, Jaygwan G.
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.43 no.1
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    • pp.16-20
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    • 2005
  • Porous polypropylene membranes were prepared by a thermally induced phase separation method in super-critical $CO_2$, where polypropylene and Camphene were used as raw materials. The porosity of polypropylene membranes with 10 wt% polypropylene concentration was 78, 80, 73% by using methanol, ethanol, and n-buthanol as an analytical solvent, respectively. The tensile strength increased with an increasing polypropylene concentration, where it was $0.17kg_f/mm^2$ at 10 wt% polypropylene concentration. The extraction rate for Camphene increased with time and Camphene was removed 94% in 5 min. It increased with an increasing temperature and was 99% at $45^{\circ}C$, however, decreased with an increasing temperature at higher than $45^{\circ}C$. The extraction rate increased with an increasing pressue up to 150 bar, however, decreased slightly with an increasing pressure over 150 bar. The extraction rate had a relation with the solubility of Camphene in supercritical $CO_2$.