• 제목/요약/키워드: Liquid Column Breakup length

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Empirical Correlations for Breakup Length of Liquid Jet in Uniform Cross Flow-A Review

  • No, Soo-Young
    • 한국분무공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.35-43
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    • 2013
  • The empirical correlations for the prediction of breakup length of liquid jet in uniform cross flow are reviewed and classified in this study. The breakup length of liquid jets in cross flow was normally discussed in terms of the distances from the nozzle exit to the column breakup location in the x and y directions, called as column fracture distance and column fracture height, respectively. The empirical correlations for the prediction of column fracture distance can be classified as constant form, momentum flux ratio form, Weber number form and other parameter form, respectively. In addition, the empirical correlations for the prediction of column fracture height can be grouped as momentum flux ratio form, Weber number form and other parameter form, respectively. It can be summarized that the breakup length of liquid jet in a cross flow is a basically function of the liquid to air momentum flux ratio. However, Weber number, liquid-to-air viscosity ratio and density ratio, Reynolds number or Ohnesorge number were incorporated in the empirical correlations depending on the investigators. It is clear that there exist the remarkable discrepancies of predicted values by the existing correlations even though many correlations have the same functional form. The possible reasons for discrepancies can be summarized as the different experimental conditions including jet operating condition and nozzle geometry, measurement and image processing techniques introduced in the experiment, difficulties in defining the breakup location etc. The evaluation of the existing empirical correlations for the prediction of breakup length of liquid jet in a uniform cross flow is required.

아음속 수직분사제트에서 분사각도 영향에 대한 분무특성 연구 (Effects of Angled Injection on the Spray Characteristics of Liquid Jets in Subsonic Crossflow)

  • 김민기;송진관;이장수;윤영빈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.166-174
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    • 2009
  • 본 연구에서는 횡단류 아음속유동장에서 연료가 여러 분사각도를 가지고 수직 분무시 나타나는 액주영역의 궤적과 분열지점에 관한 연구를 수행하였다. 직접 사진촬영 방법과 평면레이저유도형광(PLLIF) 기법으로 정방향 분사각도의 분무에서 액주영역의 궤적식과 분열지점까지의 거리에 대한 경험식을 도출하여 기존 연구결과와 비교 분석하고 대향분사의 액주 궤적식과 분열지점까지의 거리에 대한 경험식을 도출하였다. 실험을 통하여 액주영역의 궤적과 분열지점까지의 거리는 분사차압, 공기의 유속, 인젝터 지름 크기, 분사각도에 의하여 결정됨을 확인하였다.

횡단류 유동 내 원형 및 타원형 액체제트의 분열길이 (Breakup Lengths of Circular and Elliptical Liquid Jets in a Crossflow)

  • 송윤호;안규복
    • 한국분무공학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.9-15
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    • 2018
  • Breakup lengths of circular and elliptical liquid jets in a subsonic crossflow were experimentally studied. Two circular-shaped and four elliptical-shaped plain-orifice injectors, which had different aspect ratios and orifice length to diameter ratios, were used to provide various liquid jet conditions such as steady, cavitation, and hydraulic flip. By varying the injection pressure drop from 1 bar to 6 bar, spray images were taken using a shadowgraph technique. Breakup lengths were measured and analyzed. As the aspect ratio in orifices increased, liquid column breakup lengths normalized by the equivalent diameter were reduced irrespectively of the switching of the major or minor axis to the crossflow. It was also found that when hydraulic flip developed inside the orifice, x-directional breakup lengths more decreased for both circular and elliptical liquid jets.

횡단가스 유동에 분사되는 액체제트의 분무특성 (Characteristic of Liquid Jet in Subsonic Cross-flow)

  • 고정빈;이관형;구자예
    • 한국분무공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.35-42
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    • 2005
  • The present study has numerically and experimentally investigated the spray behavior of liquid jet injected in subsonic cross-flow. The corresponding spray characteristics are correlated with jet operating parameters. The spray dynamics are known to be distinctly different in the three regimes: the column, the ligament and the droplet regimes. The behaviors of column, penetration and breakup of liquid jet have been studied. Numerical and physical models are base on a modified KIVA code. The primary atomization is represented by a wave model base on the KH(Kelvin-Helmholtz) instability that is generated by a high interface relative velocity between the liquid and gas flows. In odor to capture the spray trajectory, CCD camera has been utilized. Numerical and experimental results indicate that the breakup point is delayed by increasing gas momentum ratio and the penetration decreases by increasing Weber number.

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타원형 노즐을 이용한 횡단류 유동에서 액체제트 특성 연구 (A Study on the Characteristics of Liquid Jet in Crossflows Using Elliptical Nozzles)

  • 송윤호;황동현;안규복
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.320-324
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    • 2017
  • 아음속 공기유동으로 수직분사하는 액체제트에 대하여 오리피스 형상이 달라질 경우, 분무특성에 어떠한 영향을 미치는지 실험적으로 연구하였다. 서로 다른 오리피스 길이 대 직경비와 타원형 노즐의 종횡비를 갖는 분사기들을 제작하여 수직분사 실험을 진행하였다. 원형노즐과 타원형 노즐에서의 분열길이를 비교하였으며, 타원형 노즐에서의 분열길이는 모든 실험조건에서 원형노즐에 비해 줄어들었다. 캐비테이션과 수력튀김 현상이 분사기 내부에 발달되는 분무차압 조건의 경우, 두 노즐 모두 분열길이가 감소하였다. 액주궤적의 경우, 장축으로부터 분무되는 액체제트가 횡방향 공기유동에 수직으로 부딪혀 나가는 경우가 액주의 궤적이 단축에 비해 더 휘어지며, 침투높이가 낮아진다.

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분사각 변화에 따른 횡단류에 분사되는 액체제트의 분무특성에 대한 수치적 연구 (Numerical Study for Spray Characteristics of Liquid Jet in Cross Flow with Variation of Injection Angle)

  • 이관형;고정빈;구자예
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권2호
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    • pp.161-169
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    • 2006
  • The spray characteristics of liquid jet in cross flow with variation of injection angle are numerically studied. Numerical analysis was carried out using KIVA code, which was modified to be suitable for simulating liquid jet ejected into cross flow. Wave model and Kelvin-Helmholtz(KH)/Rayleigh-Taylor(RT) hybrid model were used for the purpose of analyzing liquid column, ligament, and the breakup of droplet. Numerical results were compared with experimental data in order to verify the reliability of the physical model. Liquid jet penetration length, volume flux, droplet velocity profile and SMD were obtained. Penetration length increases as flow velocity decreases and injection velocity increases. From the bottom wall, the SMD increases as vertical distance increases. Also the SMD decreases as injection angle increases.

아음속 유동장에 수직분사시 오리피스 내부유동 효과에 대한 연구 (Effects of Orifice Internal Flow on Transverse Injection into Subsonic Crossflows)

  • 김정훈;안규복;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.28-39
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    • 2003
  • 본 연구에서는 캐비테이션과 수력튀김과 같은 유동 현상이 수직 분사된 액체 제트의 분열에 미치는 영향을 살펴보았다. 오리피스 지름, 오리피스의 길이대 지름비, 오리피스 입구의 형상 그리고 배출 압력을 변화시켜가며 내부 유동 변화를 살피고 수직분사시 액주의 분열 거리와 제적을 구하여 기존의 연구 결과와 비교하고 분석하였다. 실험 결과 곡률이 없는 경우(sharp edged)의 오리피스에서는 어느 정도 이상의 압력에서 모두 캐비테이션이 발생하였고 곡률이 없는 경우 중 길이대 지름비가 작은 오리피스에선 캐비테이션 성장에 의한 수력튀김(hydraulic flip)현상도 관찰할 수 있었다 수직분사시 캐비테이션이 성장할수록 그리고 수력튀김 현상이 나타날 때 액주의 분열거리는 상당히 감소한다는 것을 알 수 있었다. 하지만 곡률이 있는 경우와 없는 경우 모두 유량 계수를 고려한 유효지름과 유효 모멘텀 플럭스 비에 대해 거의 같은 궤적 형상을 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

음향가진된 횡단류 유동장 내 액체제트의 분무특성 (Spray Characteristics of Liquid Jets in Acoustically-Forced Crossflows)

  • 송윤호;황동현;안규복
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.1-10
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    • 2018
  • 본 연구에서는 횡단류 공기유동에 수직으로 분사되는 액체제트의 분열거리와 액주궤적에 대한 음향가진의 영향을 살펴보았다. 이를 위해 단공 원형노즐 분사기를 이용하여 동일한 횡단류 공기속도에서 분사압력과 음향가진의 크기를 변화시켜가며 수류실험을 수행하였다. 또한 음향가진 주파수 기준 12개의 위상각에서 분무 이미지를 얻어 위상각 변화에 따른 영향을 확인하였다. 실험결과 분열길이는 비가진 상태에 비해 음향가진 상태에서 전반적으로 감소하였지만 위상각에 따른 변화는 발견되지 않았다. 본 실험 범위 내에서 음향가진은 수직분사 액체제트의 액주궤적에 거의 영향을 주지 못하였다.

수직 간섭된 램공기 대류에 의한 충돌 분무의 미립화 촉진에 관한 연구 (Spray characteristics of impinging sprays introduced into the strongly convective flow)

  • 이상승;윤웅섭
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.384-394
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    • 2005
  • Important characteristics of impinging sprays intersected by a strongly convective gaseous cross flows were experimentally investigated. The breakup processes due to different Weber and Reynolds numbers of liquid and gas streams were visually examined with quantitative measurements of breakup lengths, penetration heights, and droplet sizes. Snapshot images and spay data evidenced that, at lower jet Reynolds number the breakup processes portrays the atomization profiles similar to typical column breakup of single orifice jet. At higher jet Reynolds numbers, disintegration of jet stream is significantly expedited by strong momentum transported from strongly convective gaseous stream. The breakup length and penetration height decreased as the convective flow increase. From the bottom the wall up, the SMD measured the centerline increase. The maximum SMD appeared the top of the SMD distribution

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수직 간섭된 램공기 대류에 의한 스월 분무의 미립화 촉진에 관한 연구 (Spray characteristics of swirl sprays introduced into the strongly convective flow)

  • 이상승;윤웅섭
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.395-406
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    • 2005
  • Important characteristics of swirl sprays intersected by a strongly convective gaseous cross flows were experimentally investigated. The breakup processes due to different Weber and Reynolds numbers of liquid and gas streams were visually examined with quantitative measurements of breakup lengths, penetration heights, and droplet sizes. Snapshot images and spray data evidenced that, at lower jet Reynolds number the breakup processes portrays the atomization profiles similar to typical column breakup of single orifice jet. At higher jet Reynolds numbers, disintegration of jet stream is significantly expedited by strong momentum transported from strongly convective gaseous stream. The breakup length and penetration height decreased as the convective flow increase. From the bottom the wall up, the SMD measured the centerline first increases and then decreases before again increasing.

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