• 제목/요약/키워드: Choking Gas

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초고압 가스차단기 내부의 압축성 유동장 해석 (Analysis of Compressible Flow Fields in a High Voltage Gas Circuit Breaker)

  • 이종철;오일성;김윤제
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.305-310
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    • 2001
  • This paper presents the computational method for analyzing the compressible flow fields in a high voltage gas circuit breaker. There are many difficult problems in analyzing the gas flow in GCB due to complex geometry, moving boundary, shock wave and so on. In particular, the distortion problem of the grid due to the movement of moving parts can be worked out by the fixed grid technique. Numerical simulations are based on a fully implicit finite volume method of the compressible Reynolds-averaged Navier-Stokes equations to obtain the pressure, density, and velocity through the entire interruption process. The presented method is applied to the real circuit breaker model and the pressure in front of the piston is good agreement with the experimental one.

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석탄가스화 복합발전용 가스터빈의 성능 평가 (Performance Evaluation of the Gas Turbine for Integrated Ossification Combined Cycle)

  • 이찬;이진욱;윤용승
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.7-14
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    • 1999
  • This simulation method is developed by using GateCycle code for the performance evaluation of the gas turbine in IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle) power plant that uses clean coal gas fuel derived from coal gasification and gas clean-up processes and it is integrated with ASU(Air Separation Unit). In the present simulation method, thermodynamic calculation procedure is incorporated with compressor performance map and expander choking models for considering the off-design effects due to coal gas firing and ASU integration. With the clean coal gases produced through commercially available chemical processes, their compatibility as IGCC gas turbine fuel is investigated in the aspects the overall performance of the gas turbine system. The predictions by the present method show that the reduction of the air extraction from gas turbine to ASU results in a remarkable increase in the efficiency and net power of gas turbines, but it is accompanied with a shift of compressor operation point toward to surge limit. In addition, the present analysis results reveal the influence of compressor performance characteristics of gas turbine have to be carefully examined in designing the ASU integration process and evaluating the overall performance parameters of the gas turbine in IGCC Power plant.

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압축수의 임계유량에 관한 해석적 연구 (An Analytical Study for Critical Mass Flowrate of Compressed Water)

  • 김희동;김재형;한민교;박경암
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.57-65
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    • 2003
  • 본 연구에서는 압축수가 노즐을 통해 급격히 팽창될 때 기액이상류가 플래싱 증발하게 되는 이상류의 임계유동을 Isentropic-Homogeneous-Equilibrium model과 Leung model을 사용해 해석하였다. 그 결과 이상유동은 연속/불연속적 초크로 될 수 있으며, 정체점의 압력이 10Mpa일 경우에는 단상류 유동의 초크현상과 유사한 연속적인 초크현상이 정체점의 아냉각도가 10K이하일 경우에만 발생한다는 것을 알았다.

음속 및 초음속 노즐을 통한 Gas-Solid Suspension 유동에 대한 해석적 연구 (Analytical Study on the Gas-Solid Suspension Flows through Sonic and Supersonic Nozzles)

  • ;;김희동
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.9-17
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    • 2013
  • Gas-solid suspension 유동에서의 입자운동과 그 운동이 유동장에 미치는 영향을 명시하고, 이 유동에 대한 이해를 얻기 위해 많은 연구가 수행 되어 왔다. 본 논문에서는 gas-solid suspension 유동에 대한 노즐의 입구/출구 압력비, 입자/기체 부하, 입자의 직경에 따른 영향 등을 연구하기 위한 분석적 모델을 개발 하였다. 노즐을 통한 유량, Mach수, 추력계수 및 정압 변화에 대한 입자/기체 부하의 영향을 분석하였다. 그 결과로부터 입자의 존재로 인해 충격파의 강도가 줄어드는 것으로 판단되며, 입자직경이 커질수록 속도는 작아지고, slip velocity는 커지게 될 것이다. 또한, 더 작은 직경의 입자에 대한 suspension 유동은 이상기체에 대한 단상유동의 결과와 같은 경향이 나타나며, 주위 압력에 따라 더 큰 입자/기체 부하나 배압비에 대한 추력계수가 더 크게 나타났다.

터빈 매니폴드 모사장치를 이용한 액체로켓엔진 가스발생기 연소시험 (Hot Firing Tests of a Gas Generator for Liquid Rocket Engine using a Turbine Manifold Simulator)

  • 임병직;김문기;김종규;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.22-30
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    • 2015
  • 개방형 사이클의 액체로켓엔진에서는 추진제 중 일부를 연소시켜 터빈 구동용 가스를 생성시키는 가스발생기가 사용되며, 개방형 사이클 액체로켓엔진의 주요 구성품으로서 가스발생기 자체의 연소성능 및 특성을 파악하기 위한 연소시험이 요구된다. 하지만, 가스발생기에서 생성된 연소가스는 터빈 매니폴드의 터빈 노즐에서 질식이 이루어지기 때문에 가스발생기뿐만 아니라 터빈 매니폴드 내부 부피를 고려해야만 가스발생기의 연소 성능 및 특성, 그리고 음향 특성을 정확히 파악할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 터빈 매니폴드 모사장치를 이용한 가스발생기 연소시험 결과를 기술하고 가스발생기 단독 연소시험 결과를 이용한 특성 예측을 설명한다.

베르누이 부상유동의 이론해석 및 수치해석 연구 (Theoretical and Computational Analyses of Bernoulli Levitation Flows)

  • 남종순;김규완;김진현;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권7호
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    • pp.629-636
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    • 2013
  • 공압 부상은 베르누이 원리에 기초한다. 그러나 공압 부상 방법은 제품의 원가 상승의 요인이 되는 대량의 유량을 소모하는 것으로 알려져 있다. 이 논문에서는 베르누이 부상 유동의 통찰력을 얻기 위해 수치 해석 연구를 수행하였다. 3차원 압축성 Navier-Stokes 방정식과 SST k-${\omega}$ 난류모델에 유한 체적법을 적용하여 계산하였다. 기체 유량, 공정 제품의 직경 그리고 원형실린더와 공정 제품사이의 간극을 다양하게 변화하여 공정 제품 주위의 유동 특성을 조사하였다. 그 결과 부상력을 위한 최적의 간극과 공급 기체 유량이 증가하면 큰 부상력이 발생한다는 것을 알았다.

도시주민(都市住民)과 농촌주민(農村住民)의 호흡기증상(呼吸器症狀) (Comparison of Respiratory Symptom between Urban and Rural Residents)

  • 윤정숙;김두희
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제18권1호
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    • pp.113-127
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    • 1985
  • 대기오염(大氣汚染)이 비교적 심각(深刻)하다고 생각되는 도시와 농촌과의 호흡기증상을 비교(比較)해 보고자 대구 주민 470명, 포항 364명, 농촌지역인 의성군 주민 472명을 대상(對象)으로 호흡기증상에 대한 설문지를 만들어서 1984년 4월 10일에서 4월 30일까지 각 지역 중 고학생들을 통하여 그들 가족에게 설문하였다. 각 지역에 따른 증상호소율을 볼 때 대체로 도시가 농촌보다 높았는데 특히 ${\ulcorner}$목이 부었다${\lrcorner}$고 느끼거나 ${\ulcorner}$가래${\lrcorner}$, ${\ulcorner}$천식${\lrcorner}$ 증상이 농촌에 비해 도시가 높게 나왔으며(p<0.05), 다만 여자에서 ${\ulcorner}$감기를 심하게 앓는다${\lrcorner}$는 경우는 농촌이 높았다. 연령군(年齡群)에 따라 도시, 농촌을 비교(比較)해 보면 남자 19세 이하군에서 ${\ulcorner}$목이 부었다${\lrcorner}$고 느끼는 경우가 농촌에 비해 포항이 높았으며(p<0.05), 남자 40대에서는 ${\ulcorner}$식은땀${\lrcorner}$, ${\ulcorner}$목의 이물감${\lrcorner}$이 오히려 도시에서 농촌보다 낮게 나타났다. 학생들에게서는 도시, 농촌간의 차가 거의 없었고, 직업인에서 ${\ulcorner}$목이 부었다${\lrcorner}$고 느끼는 예가 포항이 농촌보다 높았으며(p<0.05), ${\ulcorner}$감기${\lrcorner}$, ${\ulcorner}$잔기침${\lrcorner}$은 포항이 농촌보다 낮았다(p<0.05). 이상에서 몇 항목에 대해 농촌이 더 높은 것은 농부(農夫)들의 심한 피로(疲勞)와 농약 등에 의한 것으로 생각되나 전반적(全般的)으로 볼 때 ${\ulcorner}$천식${\lrcorner}$, ${\ulcorner}$가래${\lrcorner}$ 등 도시가 농촌보다 많은 항목에서 호소율이 높았다. 이는 산업연료(産業燃料), 차량(車輛)의 배기(排氣)가스, 먼지 등의 영향이 아닌가 생각된다.

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압력용기로부터 압력방출장치를 통한 가스 방출에 관한 포괄적 고찰 (Comprehensive Consideration on the Discharge of Gases from Pressurized Vessels through Pressure Relief Devices)

  • 정창복
    • 한국안전학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.32-45
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    • 2020
  • The problem of determining the discharge rates of gases from pressurized vessels through pressure relief devices was dealt with comprehensively. First, starting from basic fluid flow equations, detailed modeling procedures were presented for isentropic nozzle flows and frictional flows in a pipe, respectively. Meanwhile, physical explanations were given to choking phenomena in terms of the acoustic velocity, elucidating the widespread use of Mach numbers in gas flow models. Frictional flows in a pipe were classified into adiabatic, isothermal, and general flows according to the heat transfer situation around the pipe, but the adiabatic flow model was recommended suitable for gas discharge through pressure relief devices. Next, for the isentropic nozzle flow followed by adiabatic frictional flow in the pipe, two equations were established for two unknowns that consist of the Mach numbers at the inlet and outlet of the pipe, respectively. The relationship among the ratio of downstream reservoir pressure to upstream pressure, mass flux, and total frictional loss coefficient was shown in various forms of MATLAB 2-D plot, 3-D surface plot and contour plot. Then, the profiles of gas properties and velocity in the pipe section were traced. A method to quantify the relationship among the pressure head, velocity head, and total friction loss was presented, and was used in inferring that the rapid increase in gas velocity in the region approaching the choked flow at the pipe outlet is attributed to the conversion of internal energy to kinetic energy. Finally, the Levenspiel chart reproduced in this work was compared with the Lapple chart used in API 521 Standatd.

급축소/확대관을 지나는 압축성 유동의 해석적 연구 (Analytical Study on Compressible Plow through Abrupt Enlargement and Contraction)

  • 김희동;김태호;서태원
    • 한국추진공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.55-63
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    • 1997
  • 본 연구에서는 기본적인 배관요소 중의 하나인 급축소/확대관을 지나는 압축성 유동을 해석하기 위하여 압축성 유체에 대한 이론계산을 수행하였다. 관 입구에서 유동의 마하수, 단면적 축소 및 확대비 등을 변화시켜, 압축성 효과 및 유동의 초우킹 조건 등을 구하였다. 본 연구의 결과들은 배관계를 설계하는데 기초자료가 될 뿐만 아니라 배관계를 지나는 압축성 유동에 대한 실용적인 계산법으로 활용될 수 있다.

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Y-JET 2-유체 분무노즐 내부유동의 모델링 (Modeling of Nozzle Flow Inside a Y-JET Twin-Fluid Atomizer)

  • 인왕기;이상용;송시홍
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권7호
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    • pp.1841-1850
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    • 1993
  • A simplified one-dimensional analysis has been performed to predict the local pressure distributions in Y-Jet twin-fluid atomizers. Fluid compressibility was considered both in the gas(air) and two-phase(mixing) ports. The annular-mist flow model was adopted to analyze the flow in the mixing port. A series of experiments also has been performed; the results show that the air flow rate increases and the liquid flow rate decreases with the increase of the air injection pressure and/or with the decrease of the liquid injection pressure. From the measured injection pressures and flow rates, the appropriate constants for the correlations of the pressure loss coefficients and the rate of drop entrainment were decided. The local pressures inside the nozzle by prediction reasonably agree with those by the experiments.