• 제목/요약/키워드: Nozzle expansion

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발사체 충격 방식을 사용한 초음속 액체 제트의 과도 분무 형상에 관한 연구 (Transient Spray Structures of Supersonic Liquid Jet Injected by Projectile Impact Systems)

  • 신정환;이인철;김희동;구자예
    • 한국분무공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.86-93
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    • 2012
  • The effects of projectile impact system on the transient spray characteristic which is supersonic liquid tip velocity were studied by experimentally. Supersonic liquid jets were generated by impact of a high speed projectile driven by a Two-stage light gas gun. A high speed camera and schlieren optical system were used to capture the spray structures of the supersonic liquid jets. In a case of nozzle assembly Type-A, expansion gases accelerate a projectile which has a mass of 6 grams from 250 m/s at the exit of the launch tube. Accelerated projectile collides with the liquid storage part, then supersonic liquid jets are injected with instantaneous spray tip velocity from 617.78 m/s to 982.54 m/s with various nozzle L/d. However, In a case of nozzle assembly Type-B which has a heavier projectile (60 grams) and lower impact velocity (182 m/s), an impact pressure was decreased. Thus the liquid jet injected at 210 m/s of the maximum velocity did not penetrate a shock wave and fast break-up was occurred. Pulsed injection of liquid column generated second shock wave and multiple shock wave.

천음속 노즐에서 발생하는 응축충격파의 피동제어 (Passive Control of Condensation Shock Wave in a Transonic Nozzle)

  • 김희동;백승철;권순범
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권5호
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    • pp.666-674
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    • 2002
  • A rapid expansion of the moist air or stream through transonic nozzle often leads to not-equilibrium condensation shock, causing a considerable amount of energy loss to the entire flow field. Depending on amount of heat released, condensation shock wave occurs in the nozzle and interacts with the boundary layer flow. In the current study, a passive control technique using a porous wall with a plenum cavity underneath is applied for purpose of alleviation the condensation shock wave in a transonic nozzle. A droplet growth equation is incorporated into two-dimensional wavier-Stokes equation systems. Computations are carried out using a third-order MUSCL type TVD finite-difference scheme with a second-order fractional time step. An experiment using an indraft transonic wind tunnel is made to validate the present computational results. The results obtained show that the magnitude of condensation shock wave is reduced by the current passive control method.

2차원 초음속 노즐에서의 2차 유동분사에 의한 추력 방향 제어 특성의 수치적 해석 (Numerical Analysis of Secondary Injection for Thrust Vector Control on 2-Dimensional Supersonic Nozzle)

  • 오대환;손창현;이충원
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.13-21
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    • 2000
  • 2차 유동 분사에 의한 추력 방향 제어 방법은 기계적인 방법에 비해 복잡한 기계적 작동장치가 배제됨으로 무게를 줄일 수 있다. 본 연구에서는 압축성 유동 해석을 위해 개발한 코드를 이용하여 SITVC 의 최적 작동 조건을 구하였다. 수치 실험은 2차원 초음속 수축-팽창 노즐 유동에서 2차 유동의 분사 위치, 분사 유량 및 분사 각도 등이 추력 방향에 미치는 영향을 조사하였다. 유동 해석 결과 2차 유동의 분사 위치는 생성된 경사 충격파가 노즐 출구까지 분포되는 지점이 최대 전향각과 횡추력을 가지는 분사 위치임을 알 수 있었다.

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고속 회전하는 RAP(Rocket Assisted Projectile)의 추력 및 유동 특성에 관한 연구 (A Study on the Thrust and Flow Characteristics of High Spin RAP(Rocket Assisted Projectile))

  • 반영우;정현호;박주현;주형욱;이치훈;박용인;윤종원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1072-1076
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    • 2017
  • 고속 회전하는 로켓보조추진탄의 로켓 추진 유동특성을 수치해석적으로 연구하였다. 회전지상연소시험을 통해 연소실 내부 압력을 계측하였고 지상 조건, 작동 고도 조건, 기저부 압력 조건의 노즐압력비를 적용하여 수치해석을 수행하였다. 그리고 수치해석 결과를 등엔트로피 1차원 해와 지상회전시험 결과와 비교 하였다. 또한 동일 노즐압력비에서 유동의 회전 유/무에 따른 추력특성의 차이를 확인하였다.

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물제트의 노즐 입구온도변화에 따른 증발특성 해석 (An Analysis of Flashing Jet Behavior of Pressurized Water)

  • 김부상;김학덕;임희창;송주헌
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.585-592
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    • 2019
  • In this study, a flashing boiling phenomenon of pressurized water jet was numerically studied and validated against an experimental data in the literatures. The volume of fluid (VOF) technique was used to consider two-phase behavior of water, while the homogeneous relaxation model (HRM) model was used to provide the velocity of phase change. During the flashing boiling through a nozzle, a mach disk was observed near nozzle exit because of pressure drop resulting from two-phase under-expansion. The flashing jet structure, local distributions of temperature/vapor volume fraction/velocity, and position of the mach disk were examined as nozzle inlet temperature changed.

기능성 미분말의 제조공정에 관한 연구: II. 초임계 분출법에 의한 입자 코팅 (Preparation process of functional particles: II. Particle coating by rapid expansion of supercritical fluid solutions)

  • 류완원;김영도;신건철
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.673-676
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    • 1998
  • 초임계 분출법(RECC)을 미립자 코팅에 이용하였다. 본 실험은 반응관 중심부에 위치한 노즐을 갖고 있는 유동층 내부에서 수행하였다. 핵입자로는 glass beads(500~590$\mu$m, 74$\mu$149$\mu$m)와 brilliant blut로 피복된 glass beads의 두 종류를 사용하였다. paraffin이 용해된 초임계 $CO_2$는 공기에 의해 유동중인 유동층 내부 노즐을 통해 분무시켰다. 핵입자 표면에 코팅물질이 피복됨을 SEM과 FT-IR에 의한 분석을 통하여 확인할 수 있었다. 코팅 전호 brilliant blue의 용출특성을 ABC로 조사한 결과 코팅입자의 용출특성이 향상되었음을 확인하였다.

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단백포소화약제의 유동성 변화에 따른 소화 특성 (The Extinguishing Characteristics by Fluidity Variation of Protein Foam Extinguishing Agent)

  • 신창섭;정현정
    • 한국안전학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.18-23
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    • 2014
  • Foam extinguishing agent is widely used for extinguishing combustible liquid fires. Compared to other foam type extinguishing agents, protein foam has relatively low cost and low toxicity and produces stable foam blanket which is excellent in heat resistance and sealability, despite it has weak fluidity. Therefore the study investigated foaming characteristics followed by various factors affecting the fluidity of the protein foam extinguishing agent. The extinguishing characteristics differentiated by the changes in fluidity were also experimented. Foaming performance was compared by measuring the expansion ratio and the 25% drainage time. Moreover, the 25% drainage time and the extinguishing time was compared. The results showed that the 25% drainage time and the expansion ratio were increased as the pressure of nozzle and the concentration of hydrolyzed protein liquid enlarged. However the foaming and extinguishing performance were not improved when the condition exceeded certain level of pressure and concentration. The fastest fire extinguishing condition was the nozzle pressure 4bar with the 85wt.% of concentration of hydrolyzed protein liquid.

고도 보정용 E-D 노즐의 추력 특성에 대한 수치해석 연구 (Numerical Study on Thrust Characteristics of an E-D Nozzle for Altitude Compensation)

  • 황희성;허환일
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.87-95
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    • 2016
  • 본 논문에서는 E-D 노즐을 설계하여 고도 보정에 대한 효과와 Throttling에 대한 가능성 연구를 수행하였다. 고도 보정에 대한 효과를 확인하기 위하여 연소실 압력을 일정하게 유지하며, 총 3가지(해수면, 고도 10 km, 고도 16 km)의 외부 대기환경 조건을 이용하여 해석적 연구를 수행하였다. 그 결과 고도가 상승할수록 유효 노즐 출구 면적 역시 점점 증가하였으며 이로 인하여 추력도 증가하였다. 또한 Throttling에 대한 가능성을 파악하기 위하여 핀틀의 위치를 연소실 쪽으로 후진시켜 노즐 목 면적을 작게 모델링하여 해석적 연구를 수행하였다. 일반적인 핀틀 추력기와 동일하게 노즐 목 면적이 줄어들수록 연소실 압력이 상승하며 추력 역시 증가하였다.

노즐 탭과 노즐 내부 낮은 돌출부가 초음속 제트유동장에 미치는 영향에 관한 연구 (An Experimental Study on the Effects of Tabs and Small Proturbances Inside Nozzle on Supersonic Jet Flowfield)

  • 진원진;조창권;이열;윤웅섭
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.24-31
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    • 2002
  • 축 대칭 원형노즐 출구에 삼각형 형태의 작은 탭이나 얇은 테이프가 부착되었을 때 나타나는 초음속 제트유동장의 변화에 관한 연구가 쉴리렌 영상과 피토압력 측정을 통하여 수행되었다. 노즐 출구면적의 1 %에 해당하는 작은 탭에서 나타나는 유동방향 와류에 의한 제트유동 변화는 유동이 과소팽창 될 때 완전팽창과 과대팽창의 경우에 비하여 더 크게 나타나며 이로 인한 유동유입이 더 크게 나타남을 알 수 있었다. 탭의 설치각도 변화에 의한 영향도 평가되었으며, 유동이 과대팽창 될 때 노즐 안으로 구부러진 탭의 설치가 충격파의 간섭강도를 약화시키고 이로 인한 마하디스크의 소멸현상을 관찰할 수 있었다. 아울러 노즐내부 낮은 높이의 돌출부가 후방 유동장의 원주방향으로 압력변화를 나타내고, 이러한 압력변화는 유동의 팽창 정도에 영향을 받음을 알 수 있었다.

연속 아연 도금 코-팅 두께에 관한 수치 해석적 연구 (A Numerical Analysis on the Coating Thickness in Continuous Hot-Dip Galvanizing)

  • 이동원;신승영;김병지;권영두;권순범
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2955-2960
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    • 2007
  • To control the coating thickness of zinc in the process of continuous hot-dip galvanizing, it is known from early day that the gas wiping through an air knife system is the most effective because of the obtainable of uniformity of coating thickness, possibility of thin coating, working ability in high speed and simplicity of control. But, the gas wiping using in the galvanizing process brings about a problem of splashing from the strip edge for a certain high speed of coating. And, it is known that the problem of splashing is caused mainly by the existence of separation bubble at the neighbor of the strip surface. In theses connections, in the present study, we proposed two kinds of air knife systems having the same expansion rate of nozzle, and the jet structures and coating thicknesses from a conventional and new proposed nozzles are compared. In numerical analysis, the governing equations consisted of two-dimensional time dependent Navier-Stokes equations, standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence model to solve turbulence stress and so on are employed. As a result, it is found that it had better to use the constant rate nozzle from the point view of the energy saving to obtain the same coating thickness. Also, to reduce the size of separation bubble and to enhance the cutting ability at the strip, it is recommendable to use an air knife having the constant expansion rate nozzle.

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