Photovoltaic thermal (PVT) collectors are devices that simultaneously produce electricity and heat. Research on conventional air-type PVT collector focuses on installing baffles to enhance the collector's thermal performance. However, the baffles have pressure drop inside the collector which degrades the thermal performance. Thus, it is necessary to design baffles to smoothen the flow inside the air-type PVT collector. Alternatively, installing perforated baffles in air-type PVT collectors can reduce the collector weight, but parameters such as the diameter of the perforated holes and the height of the perforated plates should be considered. Therefore, the main aim of this study was to analyze thermal characteristics of each variable of perforated baffles installed inside air-type PVT collector. For this purpose, the uniformity of air flow in the collector was compared through NX program, and the resultant heat gain and thermal efficiency of the air-type PVT collector were compared and analyzed. Therefore, the main aim of this study was to analyze thermal characteristics of each variable (Baffle angle, length, height, pitch, perforated ratio) of perforated baffles installed inside air-type PVT collector. For this purpose, the uniformity of air flow in the collector was compared through CFD program, and the resultant heat gain and thermal efficiency of the air-type PVT collector were compared and analyzed. As a result, the maximum outlet temperature was increased by 1.45 times and the heat gain was increased by 193.8 Wth, depending on the perforated baffle plate, compared to the collector without the baffle. The heat transfer performance showed that the maximum internal velocity was 1.61 times higher and the Reynolds number was 1.06 times higher depending on the parameters of the baffle plate.
This paper presents vector fields, three dimensional mean velocities, turbulent intensities, turbulent kinetic energy and Reynolds shear stresses measured in the X-Y plane of the gas swirl burner with a cone type baffle plate by using an X-type hot-wire probe. This experiment is carried out at the flow rates of 350 and 450ℓ/min which are equivalent to the combustion air flow rate necessary to release 15,000 kcal/hr in a gas furnace. The results show that the maximum axial mean velocity component exists around the narrow slits situated radially on the edge of a burner. Therefore, there is some entrainment of ambient air in the outer region of a burner. The maximum values of turbulent intensities occur around the narrow slits and in front of a burner up to X/R=1.5. Moreover, the turbulent intensity components show a relatively large value in the inner region due to the flow diffusion and mixing processes between the inclined baffle plate and the swirl vane. Consequently, the combustion reaction is expected to occur actively near these regions.
The characteristics of turbulent flow and mixing in a small can type combustor are investigated by means of Large Eddy Simulation (LES). Attention is paid for a combustor having a baffle plate with oxidant injection and fuel injection holes and study is made for three cases of different baffle plate configurations. From the result, it is confirmed that mixing is promoted by interaction between the jets during their developing process and large vortical flows generated in the vicinity of the combustor wall or fuel jet front. This particular flow feature is effective to accelerate the slow mixing between fuel and oxidant suffering from low Reynolds number condition in such a small combustor. In particular, the vortical flow region ahead of fuel jet plays an important role for rapid mixing. Discussion is made for the time and space averaged turbulent flow and scalar quantities which show peculiar characteristics corresponding to different vortical flow structures for each baffle plate shapes.
Porous metal plates (Metal fiber, muti-hole metal plate) using mainly in surface burner are known to have a corrosion and durability problem under high temperature condition. In this study, premixed flat flame with perforated ceramic tile of more durable cordierite material was examined with respect to combustion stability and emission. The flat premixed ceramic burner consists of perforated ceramic tile and various type of baffle plates to form stable surface flame. The results show that most stable flat flame is generated using baffle plate with open ratio of 0.193. In downward flat flame mode which is widely used in condensing boiler, CO is measured below 50ppm from equivalence ratio 0.755 to 0.765 and $NO_X$ is measured below 12ppm from equivalence ratio 0.75 to 0.79. It is also found that the range of blue flame in flame stability curve becomes wider with increasing heat capacity.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2004.11a
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pp.641-646
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2004
Noise and vibration was encountered in exhaust duct system which is connected with a gas turbine and a heat recovery steam generator(HRSG) of a cogeneration power plants. Especially, these problems occurred when water was added to the fuel injection to reduce NOx contents of the exhaust gas. Through the cavity mode analysis and measurements, It was concluded that these problems occurred due to the acoustic resonance between the duct cavity mode and the excitation force induced by turbulent gas flow during water injection. To reduce the noise and vibration, optimal baffle plate to change the cavity mode was installed inside of duct and noise levels of about 8 dB(A) are reduced in duct system. The effects of baffle plate and guide vane to the HRSG or inlet duct vibration were also evaluated and it was verified that there is no relation to the resonance phenomena. So, vibration of inlet duct was easily reduced by the reinforcement of structures.
Recently, as the high speed railway becomes more common, new environmental problems such as noise around tunnels are appearing. When a high speed train enters a tunnel, a compression wave in the tunnel is generated and propagated toward the tunnel exit at a sonic speed. When it reaches the tunnel exit, a part of compression wave radiates as a pulse typed impulse wave to the outside of tunnel. The impulse wave has an explosive noise. When the impulse wave is propagated around a village, it induces a serious noise or other problems to the resident. In order to solve these engineering problems, it is important to investigate the radiation characteristics of the impulse wave radiated from the tunnel exit. In this study, the effect of the length and angle of the baffle plate at the tunnel exit on the impulse wave radiated from the tunnel exit was investigated by numerical analysis. As a results, the baffle plate greatly affected the propagation of impulse wave.
Feedwater heaters of many nuclear power plants have recently experienced severe wall thinning damage, which will increase as operating time progresses. Several nuclear power plants in Korea have experienced wall thinning damage in the area around the impingement baffle - installed downstream of the high pressure turbine extraction steam line - inside number 5A and 5B feedwater heaters. At that point, the extracted steam from the high pressure turbine is two phase fluid at high temperature, high pressure, and high speed. Since it flows in reverse direction after impinging the impingement baffle, the shell wall of the number 5 high pressure feedwater heater may be affected by flow-accelerated corrosion. This paper describes the comparisons between the numerical analysis results using the FLUENT code and the down scale experimental data which effect on disclosing of the shell wall thinning of the high pressure feedwater heaters by porous plate.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.37
no.4
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pp.316-323
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2013
The use of artificial roughness in various forms of shapes and sizes is the most common and effective way to improve the performance of a flat-plate solar collector. In the present study, numerical analysis on heat transfer and pressure drop was performed in a rectangular channel with various rib arrays. The uniform heat flux is applied to the channel from the upper side. The forms of ribs considered in this study were rib $90^{\circ}$, groove $90^{\circ}$, groove $60^{\circ}$, baffle $90^{\circ}$, baffle $60^{\circ}$, wave $90^{\circ}$ and wave $60^{\circ}$. Air is the working fluid, and the Reynolds number ranges from 3200 to 17800. Nusselt number and friction factor were investigated to predict the performance of the system with various type of ribs. The average Nusselt number and pressure drop were increased with the increase of velocity in all types of ribs. The highest heat transfer and pressure drop occurred for the baffle $90^{\circ}$, but highest performance factor considering heat transfer and pressure drop together occurred for the groove $60^{\circ}$. Therefore, heat transfer and pressure drop should be considered together when a flat plate solar collector is designed.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.40
no.5
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pp.403-411
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2016
Usually shell and tube heat exchangers are employed to recover energy between fluids. Recently, numerous papers on these heat exchangers have been published; however, the velocity and temperature profiles or comparison of the features of the flow with or without inside tubes have rarely been described. In this research, experimental and numerical studies were carried out to investigate the characteristics of the flow around the spiral baffle plates without inside tubes in a horizontal circular tube using a particle image velocimetry method and ANSYS 14.0~15.0 version (Fluent). The results showed that swirling flow was produced between the spiral baffle plates. The tangential components were strong between the two spiral baffles; however, the axial or radial velocities components were indicating nearly zero. From the spiral motion in the space of the two baffles, it is considered that there were no dead zones between the spiral baffle.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.25
no.12
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pp.1748-1755
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2001
The shell and tube heat exchangers were introduced to apply to a big capacity condenser and a high pressure feed water heater for power plant in the beginning of 1990s. Design and manufacturing technology fur shell and tube heat exchangers have been developed until now. But it is very difficult to calculate the expected performance characteristics of the shell and tube heat exchanger, because there are many design parameters to be considered according to internal structure and the shell side heat transfer mechanism complicately related to the design parameters. Design parameters to be considered in the design stage of shell and tube heat exchanger are shell and tube side fluids, flow rate, inlet and outlet temperature, physical properties, type of heat exchanger, outer diameter, thickness, length of tube, tube arrangement, tube pitch, permissive pressure loss on both sides, type of baffle plate, baffle cutting ratio. The propose of study is an analysis TEMA(Tubular Exchanger Manufacturers Association) E shell and tube heat exchanger performance with changing a number of baffles(3, 5, 7, 9, 11) and tubes(16, 20) and determined optimal baffle spacing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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