• 제목/요약/키워드: Liquid column breakup

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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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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.

횡단류를 이용한 액체제트의 분무 및 분열 특성 실험 (Experimental Study of Spray Characteristics of Liquid jet in Cross-flow)

  • 고정빈;이관형;문희장;구자예
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.155-158
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    • 2005
  • The spray characteristics of liquid jet minted in subsonic cross-flow were investigated numerically and experimentally. The behaviors of column, penetration and breakup of plain liquid jet in non-swirling cross-flow of air have been studied. Numerical and physical models are based on a modified KIVAII code. The primary atomization is represented by a wave model based on the KH(Kelvin-Helmholtz) instability that is generated by a high interface relative velocity between the liquid and gas flows. CCD camera has been utilized in oder to capture the spray trajectory. The nozzle diameter was 0.5 mm and its L/D ratios were between 1 and 5. Numerical and experimental results indicate that the breakup point is delayed by increasing gas momentum ratio, the penetration decreases by increasing Weber number and the turbulent or nonturbulent liquid jet is obtained at different L/D ratio.

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횡단유동이 액체 미립화에 미치는 영향 (The Effect of Cross-flow on Liquid Atomization)

  • 김종현;조우진;이인철;이봉수;구자예
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.87-92
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    • 2008
  • The breakup processes and spray plume characteristics of liquid jets injected in subsonic air cross-flows were experimentally studied. The behaviors of column, penetration, breakup of plain liquid jet and droplet sizes, velocities have been studied in non-swirling cross-flow of air. Nozzle has a 1.0 mm diameter and Lid ratio=5. Experimental results indicate that the breakup point is delayed by increasing air momentum, the penetration decreases by increasing Weber number and the split angle is increased by increasing air velocity or decreasing injection velocity. SMD increases according as increasing height or decreases in accordance with increasing air velocity. This phenomenon is related to the momentum exchange between column waves and cross-flow stream. Droplet vector velocities were varied from 11.5 to 33 m/s. A higher-velocity region can be identified in down edge region at Z/d=40, 70 and 100. Lower-velocity region were observed on bottom position of the spray plume.

벤츄리 스크러버 내의 액체 분사 미립화에 대한 수치적 해석 (Numerical Simulation for Atomization of Liquid Jet in Venturi Scrubber)

  • 박순일;장근식;문윤완;사종엽
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2004년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.37-41
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    • 2004
  • Liquid injection in a Venturi Scrubber creates great effect on the dust-collection efficiency and operation cost of venturi scrubbers. We have developed a model that can numerically simulate atomization of the liquid jet in the Venturi Scrubber. This simulation consists of models on liquid column, jet surface breakup, column fracture and secondary droplet breakup. These models have been embedded in the KIVA3-V code. We have calculated such parameters as the jet penetration, jet trajectory, droplet size, velocity field and the volume flux distribution. The results are compared with the experimental data in this paper.

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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.

디지털 현미경 홀로그래피 기법을 이용한 마이크로 액체 제트 유동에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Characteristics of Micro Jet Flow Using Digital Microscopic Holography)

  • 이한얼;이재호;신원규
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.48-53
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    • 2018
  • In this study, the effect of injection pressure on the column diameter and droplet velocity of liquid jet with the weakly turbulent Rayleigh-like breakup mode is experimentally studied using digital microscopic holography (DMH). The injection nozzle has the diameter of $50{\mu}m$ and injection pressure is varied from 0.1 to 0.4 MPa. When the micro liquid jet is injected into still air, the double-pulsed holograms was recorded on a CCD sensor and numerically reconstructed in order to obtain well focused images. In this study, the liquid column diameter from $50{\mu}m$ orifice nozzle is shown to be changed slightly but the droplet velocity is increased proportionally as the injection pressure is increased.

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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사각 덕트내 난류 횡단류 유동장에 분사되는 액체 제트의 분열과 미립화에 관한 LES 해석 (LES on breakup and atomization of a liquid jet into cross turbulent flow in a rectangular duct)

  • 유영린;한두희;성홍계;전혁수;박철현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.290-297
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    • 2016
  • 사각덕트에서 난류 유동장으로 분사되는 액체 제트의 액주 분열과 미립화 현상에 관한 LES를 수행하였다. 기체상태의 공기 유동 해석에 오일러리안 해법을 사용하고, 액적 추적을 위하여 라그랑지안 해법을 사용하여 기체-액체간 이상유동(two phase flow) 해석을 수행하였다. 액적 분열 모델, 아격자 스케일 모델 및 공간 차분법에 따른 액적 분열을 조사하였다. 액체 제트의 침투깊이를 경험식과 비교하였으며 경험식보다 약간 높음을 알 수 있었다. 제트 후류에서 사우터 평균직경에 대한 분석을 수행하였다.