In this study, dry and wet surface pressure drop and heat transfer characteristics of heat exchangers having plain fins were investigated. Nine samples having different fin pitches and rows were tested. The wet surface heat transfer coefficient was reduced from experimental data using enthalpy-potential method. The wet surface heat transfer coefficients were approximately equal to the dry surface values except for one row configuration. For one row configuration, the wet surface heat transfer coefficients were approximately 30% lower than the dry surface values. For the pressure drop, the wet surface yielded approximately 30% higher values compared with the dry surface counterpart. Data were compared with existing correlations.
가스 하이드레이트는 고압 및 저온의 조건에서 주체 분자인 물의 수소 결합에 의해 형성된 격자 내로 저분자량의 기체 분자가 포집되어 있는 고체의 함유 화합물이다. 심해저 퇴적층과 영구 동토지역에 매장되어 있는 막대한 양의 천연가스 하이드레이트는 미래 청정 에너지원으로 주목받고 있다. 우리나라의 경우에도 동해안 울릉분지 부근 심해저에 천연가스 하이드레이트의 부존 가능성을 확인하였다. 이러한 심해저 천연가스 하이드레이트의 개발/생산을 위해서는 천연가스 하이드레이트의 상평형, 생성/해리 속도 등의 물리적 특성 뿐만 아니라 해리와 관련된 열물성에 대한 정보가 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 천연가스 하이드레이트의 주성분인 메탄, 에탄, 프로판 하이드레이트의 해리 엔탈피를 측정하였다. 메탄 하이드레이트의 경우 92.3 bar의 압력 조건에서 502.1 J/g-water, 437.3 J/g-hydrate, 54.2 kJ/mol-gas의 해리 엔탈피 값을 가졌으며, 해리 온도는 285.66 K이었다. 에탄 하이드레이트의 경우 18.7 bar에서 해리 엔탈피는 534.5 J/g-water, 438.8 J/g-hydrate, 73.8 kJ/mol-gas이었으며, 이때 해리 온도는 283.85 K이었다. 마지막으로 프로판 하이드레이트의 경우 압력이 3.2 bar일 때 해리 엔탈피는 417.2 J/g-water, 363.8 J/g-hydrate, 127.7 kJ/mol-gas 임을 알 수 있었고, 276.30 K에서 해리되는 것을 확인하였다. 또한, 해당 압력에서 각 기체의 가스 하이드레이트의 해리 엔탈피 측정과정에서 얻은 해리 온도를 문헌상의 가스 하이드레이트 3상(하이드레이트상(H)-물상(Lw)-기상(V)) 평형 데이터와 비교해 보면 거의 유사함을 알 수 있었다. 따라서, 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 가스 하이드레이트의 정확한 해리 엔탈피 측정 뿐만 아니라 가스 하이드레이트의 3상 평형도 함께 측정 가능함을 확인하였다.
수치해석에서는 온도, 압력, 비체적, 엔탈피, 엔트로피 등의 수치값이 필요하다. 그런데 증기표의 대부분의 열역학적 성질들은 측정된 값이기 때문에 기본적으로 측정 오차를 가지고 있다. 본 연구에서는 압력 기준의 물의 포화 상태에 대해, 난수를 발생시켜 적절한 크기로 조절한 다음 원래의 성질들에 더하여 인위적으로 노이즈가 포함된 데이터를 만들었다. 이 데이터를 신경회로망과 스플라인 보간법으로 함수 근사를 하였다. 해석 결과 신경회로망이 2차 스플라인 보간법보다 훨씬 더 적은 백분율 오차를 보였으며 이로부터 신경회로망이 측정 오차의 영향을 적게 받는 함수 근사에 적절한 방법임을 확인하였다.
A three-dimensional model was developed in order to simulate heat and fluid flow of a continuous casting billet. The model was coded with the general-purpose CFD program FIDAP, using the finite element method. The present model consists of 2 individual calculation schemes, named model 1 and model 2. Mold region only was calculated to check the pouring stream through submerged nozzle with model 1. Entire region, which consists of mold, secondary cooling, radiation cooling was calculated to predict crater end position, temperature profile and solid shell profile(model 2). Standard $k-{\bullet}\hat{A}$ turbulence model has been applied to simulate the turbulent flow induced by submerged nozzle. Enthalpy method was adopted for the latent heat of solidification. Fluid flow in mushy zone was treated using variable viscosity approach. The more casting speed and superheat increased, the more metallurgical length increased. The shell thickness at the mold exit is proved to be mainly controlled by superheat by the present simulation. It may be concluded that the present model can be successfully applied far the prediction of heat and fluid flow behavior in the continuous casting process.
A numerical study was carried out to investigate the 'unstart' process of thermally-choked combustion in model scramjet engines. The combustion mechanism of supersonic combustor will be compared with the experimental results obtained from the T3 free-piston shock tunnel at ANU (Australian National University) and the high enthalpy supersonic wind tunnel at UT (University of Tokyo). For the numerical simulation of supersonic combustion. multi-species Navier-Stokes equations were considered. and detailed chemistry reaction mechanism of $H_2$-Air were adopted. The governing equations were solved by Roe's FDS method and LU-SGS method with MUSCL scheme. In this study. it is found that the thermal choking process could result from excessive heat release due to combustion. In detail, sufficient heat release could be generated at local region of very high temperature increased by reflection of shock waves or vortex sheets. Accordingly the flow of downstream of the combustor fell to subsonic field propagated upstream along the combustor. Sometimes the subsonic flow field propagated into isolator could generate precombustion shock waves in the isolator.
A computational approach was developed to understand about the arc quenching process in a gas circuit breaker(GCB). This approach is a program to analyze the gas flow in the breaker. The arc is processed at the same time. The program was used the so-called FLIC method for gas analysis techniques. It was referenced that the arc is interpreted the 'a Simplified Enthalpy Flow Arc Model'. In order to validate about the results of the program, a Auto Puffer GCB was chosen as the test subject. Because, the breaker is the one that arc current is interrupted by using the arc heating. And also, the current interrupting capability can be obtained only owing to the positive utilization(auto puffer) of the clogging phenomenon, without other puffer actions. In this paper, it has been realized that the entire arc quenching process is computerized, which is based on the self-flow current interruption by the auto puffer action. This program, which was verified through experiments, produced good results.
The objective of this study consists in finding the ways to make soybean cake (which is made of soaked soybean flour containing protein and lipid) a scientific and practical food even more easily. This study took a measurement of the change of pH, organic acid, microorganism, retrogradation and so soon. observing soybean cake prepared with soybean flour containing 6% of soybean oil at room temperature(19$^{\circ}C$) in two types of packaging, that is to say, $CO_2$ modified packing(CMP) and liner low density poly ethylene(LLDPE) packaging. As storing time went by, packed soybean cake didn't appeared in 12 days, either. Using modified atmosphere packaging soybean cake showed higer pH as well as less organic acid than unpacked. In addition, mould method makes water - activity lower, and it Puts a curb on the development of aerobic perishable microorganism and the retrogradation of rice cake. Unpacked soybean cake showed higher values than CMP Soybean Cake with enthalpy of retrogradation and the longer storing period the greater retrogradation process. Thus, storing or circulation period can be increased effectively without chemical or physical treatment.
국내외에서 가스폭발 사고가 빈번하게 발생하고 있으며 가스 폭발의 평가와 분석을 위해 TNT 등가량 산정법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 TNT 폭발 시 화학반응식의 선택과 반응 생성 물질들의 엔탈피의 선택에 따른 폭발에너지, 폭발압력, 폭굉속도 및 온도의 차이를 계산하였다. 화학반응식의 선택에 따라 계산되는 폭굉압은 최고값이 최저값에 비해 2배까지 나타났다. 밀폐된 공간에서의 메탄가스 폭발을 가정하고 TNT 등가량을 산정하였으며 이를 통해 폭발지점에서의 거리에 따른 최대압력과 임펄스 변화를 추정할 수 있었다.
Cho, Jea-Seon;Kune Y. Suh;Chung, Chang-Hyun;Park, Rae-Joon;Kim, Sang-Baik
Nuclear Engineering and Technology
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제32권1호
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pp.34-45
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2000
This study is concerned with the experimental test and numerical analysis of the heat transfer and solidification of the molten metal pool with overlying coolant with boiling. In the test, the metal pool is heated from the bottom surface and coolant is injected onto the molten metal pool. Experiments were performed by changing the test section bottom surface temperature of the metal layer and the coolant injection rate. The two-phase boiling coolant experimental results are compared against the dry test data without coolant or solidification of the molten metal pool, and against the crust formation experiment with subcooled coolant. Also, a numerical analysis is performed to check on the measured data. The numerical program is developed using the enthalpy method, the finite volume method and the SIMPLER algorithm. The experimental results of the heat transfer show general agreement with the calculated values. The present empirical test and numerical results of the heat transfer on the molten metal pool are apparently higher than those without coolant boiling. This is probably because this experiment was performed in concurrence of solidification in the molten metal pool and the rapid boiling of the coolant. The other experiments were performed without coolant boiling and the correlation was developed for the pure molten metal without phase change.
본 연구에서는 1차원 상변화문제를 확장하여 사각형 주형내에서의 접촉열저항 을 고려한 2차원 상변화문제를 해석하고자 한다.즉 고상/액상 경계면인 상변화면을 추적하기 위하여 온도수식법(temperature formulation method)을 적용시 나타나는 복 잡성을 극복하기 위하여 제시된 엔탈피법을 이용하여 순수물질의 경우 뿐만 아니라 2상영역이 존재하는 합금에서의 온도분포, 상변화면의 이동속도 및 총응고에 소요되는 시간등의 열적특성을 해석하며, 또한 이러한 열적특성에 영향을 미치는 매개변수를 도출하고자 주형의 형상, 주형 외벽에서의 열전달계수, 접촉 열전달계수, 주형의 열전 도계수 및 주물의 초기온도등의 변화에 따른 효과를 고찰한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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