• 제목/요약/키워드: Real gas equation of state

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초임계 영역에서 실제 기체 상태 방정식에 따른 단일 성분의 열역학적 상태량 비교 연구 (A Comparative Study of Single Component Thermophysical Properties using the Real Gas Equation of State at Supercritical Conditions)

  • 김국진;허준영;김종찬;구자예;성홍계
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.39-51
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    • 2010
  • 실제 기체 상태 방정식에 대한 이론적 원리가 조사되었으며 초임계 조건을 포함한 다양한 압력과 온도 조건에서 액체 로켓 엔진의 추진제로서 사용되는 산소, 수소, 메탄의 열역학적 상태량에 대하여 비교 연구되었다. 또한 이상 기체 상태 방정식을 적용하였을 경우와 실제 기체 상태 방정식(SRK 상태 방정식과 PR 상태 방정식 및 ECS 원리)을 적용하였을 경우의 열역학적 상태량에 대한 비교 연구가 수행되었다. 단일 성분이 액상인 영역에서의 열역학적 상태량 차이가 관찰되었으며 오차 범위에 대한 결과가 고찰되었다.

$SF_6$ 가스의 실제 기체특성을 고려한 파퍼식 가스차단기 내의 냉가스 유동해석 (Analysis of Cold Gas Flow in Puffer Type GCB Considering the Real Gas Property of $SF_6$)

  • 김홍규;정진교;박경엽
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제53권3호
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    • pp.129-134
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    • 2004
  • To analyze the performance of the gas circuit breaker(GCB), the flow field variables such as temperature, pressure and density should be evaluated accurately In the puffer chamber of puffer type GCB, the pressure rise may Exceed 20 bar and in this range of high pressure, $SF_6$ gas deviates the ideal gas property. Therefore, the real gas property of $SF_6$ should be taken into consideration for the accurate analysis of flow field. This paper presents the analysis technique of cold gas flow in GCB employing the real gas state equation of SF6. The FVFLIC method is Employed to solve the axisymmetric Euler equation. To reduce the computational effort of real gas state equation, the relationship between density and pressure is approximated by the polynomial at the temperature of 300K. The proposed method is applied to the test GCB model and simulation results show good agreement with the experimental ones.

실제기체 상태방정식을 적용한 열압축기 내부유동에 대한 수치해석 (Numerical Analysis for the Internal Flow of Thermal Vapor Compressor with real gas equation of state)

  • 강위관;최두열;신지영;김무근
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권2호
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    • pp.216-223
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    • 2011
  • 열압축기는 고압 증기를 이용하여 저압 증기를 중간압으로 이송하는 일종의 이젝터이다. 이젝터에 대한 기존의 수치해석 연구는 대부분 작동유체를 이상기체로 취급하고 있으나 상변화가 발생하는 경우 이상기체 거동에서 크게 벗어날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이상기체 상태방정식 대신 Redlich-Kwong 방정식을 적용하여 열압축기 내부 유동을 수치 해석하였고, realizable k-${\epsilon}$ 모델과 SST k-${\omega}$ 모델을 비교한 결과 SST k-${\omega}$ 모델이 shock diamond 패턴과 박리 및 난류경계층을 잘 예측하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 실제기체 상태방정식을 사용한 경우가 이상기체 상태방정식을 사용한 경우에 비해 상대적으로 디퓨저 입구 부분과 디퓨저 목부분에서 에너지 손실이 많은 것을 알 수 있었으며, 디퓨저 출구부분에서 shock train에 의한 압력상승은 상대적으로 적으나 pseudo shock에 의한 압력상승은동일한 것으로 확인되었다.

실제기체 상태방정식을 이용한 왕복동압축기의 성능해석 (Performance Analysis of a Reciprocating Compressor Using a Real Gas Equation of State)

  • 김정우;김현진;박희용
    • 설비공학논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.306-315
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    • 1992
  • This paper addresses performance analysis of a reciprocating compressor. A computer simulation model has been developed to predict and estimate the compressor performance. Instead of using ideal gas equations, real gas equations are used in describing the state of gas. The compressor simulation model consists of a cylinder control volume, suction system and discharge system. Conservation laws of mass and energy are applied to the cylinder section only, The suction and discharge system are described by the Helmholtz resonator modeling. Some of input data required for the simulation have been obtained from experiments. These experimentally obtained input data are effective flow area, effective force area and dynamic characteristics of valves. Simulation results of real gas equations have been compared with those of ideal gas equations. It has been found that the simulation with real gas equations yields lower cylinder temperature and heat transfer compared with those of ideal gas equations. Differences in pressure, mass flowrates, valve motions and gas pulsations are found quite small.

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유사정상상태 해법을 이용한 폐쇄 가스저류층의 장기거동 계산 (Pseudosteady-State Approach to Calculate Long-Time Performance of Closed Gas Reservoirs)

  • 이근상
    • 한국가스학회:학술대회논문집
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    • 한국가스학회 1998년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.241-246
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    • 1998
  • This paper considers the applicability of a pseudosteady-state approach to the long-time behavior of real gas flow in a closed reservoir. The method involves a combination of a linearized gas diffusivity equation using a normalized pseudotime and a material balance equation. Comparison with a commercial reservoir simulator showed that highly accurate values of pseudopressure drawdown and well pressure are obtained by the pseudosteady-state approach with much less computational effort.

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실제기체 상태방정식과 풍상차분기법 (Real gas equation of state and upwind scheme)

  • 최정열;김진수;오세종
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2000년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.153-158
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    • 2000
  • For the analysis of compressible flow with real gas effect, characteristic form of Roe's Riemann solver was derived again using real gas equation of state and variable specific heal and it was extended to multi component reactive system. From this study, it is known that some correction should be made for the use of existing numerical algorithm. 1) Sonic speed and characteristic variable should be corrected with real gas effect. 2) Roe's average was applicable only with the assumption of constant properties. 3) Artificial damping term and characteristic variables should be corrected but their influence may not be significant.

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Extension of a High Resolution Lagrangian Method to Consider the Real Gas Effect

  • Mazaheri K
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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    • pp.48-49
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    • 2003
  • In the present research a high order Gudonov-type method has been used for the simulation of very high pressure flow fields, as well as the capturing of strong shocks, which usually occur in explosion of high explosives. The treatment strong shocks and the flow field behind the shocks needs a very high resolution scheme. To resolve accurately the shock and the release waves behind the shock the piece­wise parabolic method (PPM) of Colella [1] was utilized in this research. A major problem which encountered in very high pressure problems is the equation of state which differs completely form the ideal-gas equation of state (EOS). Here, the original PPM is extended for real gas effect consideration.

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수정된 유사정상상태 해법을 이용한 폐쇄 가스저류층의 장기 거동 해석 (Modified Pseudosteady-State Approach to Calculate Long-Time Performance of Closed Gas Reservoirs)

  • 이근상
    • 한국가스학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.73-78
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    • 1998
  • 폐쇄된 고갈성 저류층의 장기 거동을 직접 계산할 수 있는 유사정상상태 해법을 수정하여 실제가스 유동의 해석에 응용하고 그 적용성을 검토하였다. 이 방법은 정규화된 유사시간을 포함하는 선형 가스 확산 방정식과 물질수지 방정식을 결합하여 유도되었다. 본 해법을 서로 다른 유량으로 장기간 생산하는 다수의 정들로 이루어진 실제 문제의 수치 시뮬레이션에 이용하였다. 각 유동 기간의 영향을 고려하기 위하여 유사정상상태 방정식을 연속적으로 적용하였다. 연구 결과로부터 본 해법은 고갈 조건하에 있는 가스 저류층의 장기거동을 빠르고 정확하게 모델링할 수 있는 유용한 방법임을 보여주었다.

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Brake 점성이론으로 계산한 이성분기체의 점성 (Viscosity of Binary Gas Mixture from the Calculation by Using the Brake Theory of Viscosity)

  • 김원수
    • 대한화학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.243-248
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    • 2004
  • 실제 기체 및 dense gas나 액체영역까지 영역의 점성까지 두루 점성 계산에 성공적이었던 brake 점성이론을 사용하여 이성분기체의 점성을 계산하였다. Adjustable parameter가 없었으나 낮은 압력에서는 물론 고압하에서도 계산된 값은 실험치와 잘 일치하였다. Redlich-Kwong 방정식을 사용하여 점성에 관한 대응상태방정식을 구성할 수 있었으며 이로부터 초임계유체의 다양한 공업적 활용가능성을 기대할 수 있게 되었다.

초임계 영역에서 대체 모델 연료를 이용한 케로신의 열역학적 상태량 연구 (Investigation of Thermophysical Properties of the Kerosene Using the Surrogate Model Fuel at Supercritical Conditions)

  • 김국진;허준영;성홍계
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.823-833
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    • 2010
  • 액체 로켓 및 항공용 엔진 연료로서 사용되는 케로신의 열역학적 상태량을 연구하기 위해 surrogate 모델이 조사되었다. 초임계 조건에서 실제 기체 상태 방정식(SRK 상태 방정식, PR 상태 방정식)과 NIST SUPERTRAPP(ECS 원리)을 이용하였을 경우의 밀도 분포가 기존의 실험 결과와 비교되었다. 또한 surrogate 모델의 종류에 따른 열역학적 상태량의 오차 범위에 대한 고찰이 수행되었다. 탄화 수소 계열 연료에 대해서는 PR 상태 방정식과 ECS 원리가 높은 정확도를 나타내지만 압력, 온도와 같은 작동 환경에 따라 적절한 surrogate 모델을 선별하여 선택해야 함을 확인하였다.