• 제목/요약/키워드: Reacting Flow

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대향 제트 정체점 주변의 난류 화염에 관한 연구 (An Experimental Study on Turbulent Counter Jet Flame near Stagnation Point)

  • 고일민;서정일;홍정구;신현동
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.128-134
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    • 2006
  • A characterization of turbulent reacting flows has proved difficult owing to the complex interaction between turbulence, mixing, and combustion chemistry. There are many types of time scales in turbulent flame which can determine flame structure. This counter jet type premixed burner produces high intensity turbulence. The goal is to gain better insights into the flame structures at high turbulence. 6 propane/air flames gave been studied with high velocity fluctuation in bundle type nozzle and in one hole type nozzle. By measuring velocity fluctuation, turbulent intensity and integral length scale are obtained. And sets of OH LIF images were processed to see flame structure of the mean flame curvatures and flame lengths for comparison with turbulence intensity and turbulent length scales. The results show that the decrease in nozzle size generates smaller flow eddy and mean curvatures of the flame fronts, and a decrease in Damkohler number estimated from flow time scale measurement.

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회전식 대향류 반응기 내 열전달 증진을 위한 리프터 설계와 1차원 열평형 모델로의 적용 (Lifter Design for Enhanced Heat Transfer in Rotating Counter-Current Flow Reactor and Application to One Dimensional Heat Balance Model)

  • 이후경;최상민
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.51-54
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    • 2013
  • Rotary kiln reactors are frequently equipped with an axial burner with which solid burden material is directly heated. Lifters are commonly used along the length of the system to lift particulate solids and increase the heat transfer between the solid bed and the combustion gas. The material cascading from the lifters undergoes drying and reacting through direct contact with the gas stream. In this study, volume distribution of materials held within lifters was modeled according to the different lifter configuration and appropriate configuration was used for the design purpose. This was applied to the one-dimensional heat balance model of a counter-current flow reactor, which contributes to the increase of the effective contact surface, and thereby enhances the heat transfer.

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Modeling of 2D Axisymmetric Reacting Flow in Solid Rocket Motor with Preconditioning

  • Lee, S.N.;Baek, S.W.
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.260-265
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    • 2008
  • A numerical scheme for solid propellant rocket has been studied using preconditioning method to research unsteady combustion processes for the double-base propellant with a converging-diverging nozzle. The Navier-Stokes equation is solved by dualtime stepping method with finite volume method. The turbulence model uses a shear stress transport modeling. The species equation follows up the method of Xinping WI, Mridul Kumar and Kenneth K. Kuo. A preconditioned algorithm is applied to solve incompressible regime inside the combustor and compressible flow at nozzle. Mass flux was evaluated using modified advective upwind splitting method. The simulated result the comparison a fully coupled implicit method and a semi implicit method in terms of accuracy and efficiency. This report shows the result of solid rocket propellant combustion.

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이중연소 램제트엔진의 성능해석 기법 (Performance Analysis Method for Dual Combustion Ramjet Engines)

  • 서봉균;염효원;성홍계;길현용;윤현걸
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.326-330
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    • 2011
  • 이중연소 램제트엔진의 아음속 연소기의 연소가스와 스크램제트 모드로 흡입되는 흡입공기의 혼합 및 초음속 연소를 고려한 이중연소램제트 성능해석 기법을 개발하고 검증하였다. 극초음속 흡입구의 유동특성을 고려하기 위하여 Taylor-Maccoll 방정식을 사용하였으며 초음속 연소기 해석을 위해 준 1차원 연소모델 및 CEA를 이용한 화학 평형 모델을 적용하였다. 개발된 모델을 통하여 계산된 흡입구와 연소기에서의 열역학 데이터를 수치해석 결과와 비교하였다.

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Operational Envelope of a 150 kW Huels Type Arc-jet

  • Na, Jae-Jeong;Moon, Kwan-Ho;Hong, Yun-Ky;Baek, Seung-Wook;Park, Chul
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2006년도 제33회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.187-195
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    • 2006
  • In this work, we introduce a newly constructed arc-jet device of 150 kW input power. The design of this device is a Huels type with a narrow downstream electrode. General features of this device are first described. From the measured values of electrical power input, heat discharged into cooling water, gas flow rate, and settling chamber pressure, average enthalpy was determined using the heat balance and sonic throat methods. Using the settling chamber pressure and average enthalpy values, the flow properties in the nozzle and the heat transfer rate to the stagnation point of a blunt body are calculated accounting for thermochemical nonequilibrium. The envelope of enthalpy, pressure, degree of dissociation, and heat transfer rate are presented. Stagnation temperature is predicted to be between 4630 to 6050 $^{\circ}K$, and the stagnation point heat transfer rate is predicted to be between 175 and 318 W/$cm^{2}$ for a blunt body of 3 mm nose radius. Degree of dissociation in the stagnation region of the blunt body exceeds 30%.

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인산 알루미늄의 합성조건과 유동학적 특성 (Synthesis Conditions and Rheological Characteristics of Aluminum Phosphate)

  • 신화우;안세민;정동훈;강태욱;이광표
    • 약학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.319-325
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    • 1991
  • Aluminum phosphate gel was synthesized by reacting aluminum sulfate as a soluble aluminum salt to tribasic sodium phosphate in this study. The optimal synthesis conditions based on the yield of product were investigated by applying Box-Wilson experimental design. It was found that optimal synthesis conditions were as follows: Reaction temperature; $61~71^{\circ}C$, concentration of two reactants; 12.27~13.83%, concentration ratio of two reactants; [AI$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$]/[Na$_{3}$PO$_{4}$]= 0.5, reaction time; 10.9~12.1 minutes, drying temperature of product; $60~72^{\circ}C$. Aluminum phosphate gel prepared by the optimal synthesis conditions was suspended with four types of natural and synthetic gums at the concentration of 0.375~1.5wv%. Their Theological properties of aluminum phosphate gels were examined with Haake-Rotovisco RV 20 rotational viscometer. It showed that the higher concentration of suspending agents and lower temperature, the higher viscosity. Aluminum phosphate gel suspended by pectin and agar showed plastic flow with rheopexy, and their gels suspended by sodium alginate and sod. CMC showed plastic flow with thixotropy.

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점근해석을 이용한 확대형 채널 내의 천음속 예혼합 연소에 관한 연구 (A Study of Transonic Premixed Combustion in a Diverging Channel Using Asymptotic Analysis)

  • 이장창
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권8호
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    • pp.75-83
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    • 2005
  • 확대형 채널 내의 정상 천음속 희박 예혼합 연소에 대해 점근해석을 이용하여 연구하였다. 이 모델은 근음속의 유동 속도와 일직선 채널로부터 벗어난 작은 형상변화 그리고 1단 1차 Arrhenius 화학 반응율에 의한 적은 열 방출 사이에서 일어나는 비선형 상호작용에 대하여 탐구하였다. 반응유체 유동은 연소 가스의 질량 분율을 계산하는 상미분 방정식과 연계된 비균질 천음속 미교란 방정식(TSD)을 사용하여 묘사하였다. 또한 점근해석으로부터 반응유체 유동 문제를 지배하는 상사 파라미터들을 유도하였다. 수치 결과들은 대류와 화학반응 그리고 형상효과 사이에 일어나는 복잡한 비선형 상호작용과 유동에 미치는 이것의 영향 등이 잘 나타나 있다.

혐기성 유동상 반응기의 수리학적 특성 (Hydraulic Characteristics of Anaerobic Fluidized Bed Bioreactor)

  • 석종혁
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.90-96
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    • 2018
  • 기성 유동상 반응기(AFBR)의 수리학적 특성을 고찰하기 위해 "무담체 모드"와 "담체 충진 모드"의 두 가지 모드에서 추적자 실험을 수행하였다. 각 모드에서 동일한 실험조건으로 실험을 수행하여 수리학적 수치들이 유도되었고 실제 반응기의 수리학적 특성파악에 필요한 데이터를 얻어 해석하였다. 두 가지모드에서의 수리학적 해석을 위해 담체는 비 반응성이고 분산계수가 상수라는 가정으로 비 반응성 추적자의 일차원-비 정상상태 농도분포의 분산모델을 사용하였다. 실험결과 담체는 반응기 내부에서의 혼합효과를 크게 증가시켰다. 담체를 충진하지 않은 경우 충진한 경우에 비해 분산계수는 최소 1자리 수 이상 작게 나타났다. 담체가 없는 경우 실험영역(Pe⦤0.83cm/s)에서 이류흐름이 지배적 흐름이었고 반응기의 흐름형태는 마개흐름형 반응기(PFR)에 근접하였다. 이 때 분산계수는 0.83cm/s까지 겉보기유속에 비례적으로 증가하였다. 그러나 담체가 충진된 경우, 흐름형태는 마개흐름형 반응기 (PFR)과 완전혼합형 반응기(CMFR)사이에 있음을 나타내었으며 분산계수는 겉보기유속이 0.41cm/s에서 거의 최대치에 도달한 후 0.82cm/s까지 유사한 수치를 나타내었다. 본 실험조건에서 분산계수는 액체 레이놀즈수(Re) 또는 입자 레이놀즈수(Rep)에 비례하였다.

디젤 NOx 후처리 장치에 있어서 암모니아 SCR 시스템 혼합영역 내 가스유동의 유입열 수치모델링에 관한 연구 (A Study on Numerical Modeling of the Induced Heat to Gaseous Flow inside the Mixing Area of Ammonia SCR System in Diesel Nox After-treatment Devices)

  • 배명환;샤이풀
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권11호
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    • pp.897-905
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    • 2008
  • Selective catalytic reduction(SCR) is known as one of promising methods for reducing $NO_x$ emissions in diesel exhaust gases. $NO_x$ emissions react with ammonia in the catalyst surface of SCR system at working temperature of catalyst. In this study, to raise the reacting temperature when the exhaust gas temperature is too low, a heater is located at the bottom of SCR reactor. At an ambient temperature, ammonia is radially injected perpendicular to the exhaust gas flow at inlet pipe and uniformly mixed in the mixing area after being impinged against the wall. To predict the turbulent model inside the mixing area of SCR system, the standard ${\kappa}\;-\;{\varepsilon}$ model is applied. This work investigates numerically the effects of induced heat on the gaseous flow. The results show that the Taylor-$G{\ddot{o}}rtler$ type vortex is generated after the gaseous flow impinges the wall in which these vortices influence the temperature distribution. The addition of heat disturbs the flow structure in bottom area and then stretching flow occurs. Vorticity strand is also formed when heat is continuously increased. Constriction process takes place, however, when a further heat input over a critical temperature is increased and finally forms shed vortex which is disconnected from the vorticity strand. The strong vortex restricts the heat transport in the gaseous flow.

하이드라진 아크 추력기의 열화학적 성능해석 (Thermochemical Performance Analysis of Hydrazine Arc Thruster)

  • 신재렬;오세종;최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.35-38
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    • 2005
  • 하이드라진을 추진제로 쓰는 아크젯 추력기 내의 열화학적 유동장을 전산유체를 이용해 해석하였다. Ohm가열 및 Lorentz힘을 고려하기 위하여 Maxwell 방정식과 연계된 RANS 방정식을 이용하였으며, 매우 빠른 반응 및 광학적으로 두꺼운 매질을 가정하여 하이드라진의 화학 반응과 열복사를 해석에 포함하였다. 아크젯 추력기 내부 유동의 열-물리적 이해와 더불어, 해석의 결과는 0.6 kW의 가열에 의하여 성능지표인 추력과 비추력이 각각 $20\%와 200\%$가 향상됨을 보여준다.

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