In this study, a $CO_2$ air-conditioning system was investigated with different types of electrically driven compressors, parallel flow type gas cooler, four-pass type evaporator, internal heat exchanger integrated with accumulator, and electric expansion valve. The experimental study was conducted under various operating conditions (ie., different rotational compressor speeds, air inlet temperatures and air velocity coming into heat exchangers). The experimental results showed the cooling capacity was 3.5kW at $35^{\circ}C$ ambient temperature when the vehicle was idle (ie., the worst condition for cooling off the gas cooler). In terms of performance effect of the compressor, the e-RP model had a slightly better cooling capacity and coefficient of performance than the e-GR model under the same test conditions. An experimental equation for optimum cooling-performance control was also suggested based on the results. A high-pressure control algorithm for the super critical cycle was determined to achieve both maximum cooling performance and efficient energy consumption. The results from the experimental equation coincided with those of previous experimental studies.
가스터빈 슬링거 연소기의 연소특성을 연구하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연소실험을 위한 시험리그를 제작하여 한국항공우주연구원의 연소시험설비에 설치하였다. 점화성능 시험결과 점화한계에 영향을 주는 두개의 중요한 인자를 발견할 수 있었다. 첫 번째는 연료노즐의 회전수이고, 두 번째는 질량유량이다. 좋은 점화성능을 가지기 위해서는 연료노즐의 회전속도와 공기유량을 증가시킴으로서 가능하다. 연소성능 시험결과 연소효율은 99.6%, 패턴 팩터는 15%, 프로파일 팩터는 3%로 측정 되었다. 연구결과 슬링거 연소기의 점화와 연소특성은 기존의 환형 연소기에 비하여 상당한 차이점을 가지고 있음을 알 수 있었다.
The aim of this paper is to numerically explore the feasibility of designing a Mini-Hydro turbine. The interest for this kind of horizontal axis turbine relies on its versatility. For instance, in the field of renewable energy, this kind of turbine may be considered for different applications, such as: tidal power, run-of-the-river hydroelectricity, wave energy conversion. It is fundamental to improve the turbine performance and to decrease the equipment costs for achievement of "environmental friendly" solutions and maximization of the "cost-advantage". In the present work, the commercial CFD code ANSYS is used to perform 3D simulations, solving the incompressible Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (U-RANS) equations discretized by means of a finite volume approach. The implicit segregated version of the solver is employed. The pressure-velocity coupling is achieved by means of the SIMPLE algorithm. The convective terms are discretized using a second order accurate upwind scheme, and pressure and viscous terms are discretized by a second-order-accurate centered scheme. A second order implicit time formulation is also used. Turbulence closure is provided by the realizable k - turbulence model. In this study, a mini hydro turbine (3kW) has been considered for utilization of horizontal axis impeller. The turbine performance and flow behavior have been evaluated by means of numerical simulations. Moreover, the performance of the impeller varied in the pressure distribution, torque, rotational speed and power generated by the different number of blades and angles. The model has been validated, comparing numerical results with available experimental data.
본 연구에서는 실험데이터와 유전자 알고리즘으로 압축기 성능선도를 생성하는 방법을 제안하였다. 다수의 실험을 통해 엔진의 성능 데이터를 획득하고 회전수에 따른 유량함수, 압력비, 효율의 함수관계를 3차 방정식으로 유도한 후 유전자 알고리즘을 이용하여 미계수를 구하여 압축기 성능선도를 생성하였다. 새롭게 생성한 압축기 성능선도를 이용하여 상용 성능해석 프로그램인 GASTURB로 정상상태 성능해석을 수행하여 검증데이터와 비교하였다.
This paper presents a high-efficiency design technique for developing the serialized models of a single-channel pump based on the diameter, flow rate and head as the main performance parameters. The variation in pump performance by changing of the single-channel pump geometry was predicted based on computational fluid dynamics (CFD). Numerical analysis was conducted by solving three-dimensional steady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with the shear stress transport (SST) turbulence model. The tendencies of the hydraulic performance depending on the pump geometry scale were analyzed with the fixed rotational speed. These performances were expressed and evaluated as the functionalization for designing the serialized models of a single-channel pump in this work.
In this paper, the sway added mass of a rectangular cylinder in a restricted water is considered by applying Hamilton's principle as the frequency tends to zero. The present method is an extension of Isshiki's method proposed in 1978. In the present method, it is assumed that the fluid velocity distribution in each subdomain of the fluid can be represented by higher order polynomials while Isshiki assumed linear velocity distribution. The fluid flow is assumed as a rotational motion in the present analysis. However, the results obtained from the present method show good agreement with Bai's numerical results for the case of large clearances between a canal wall and a cylinder. From Kelvin's minimum energy theorem, we can see that the value of sway added mass obtained from the present method approaches the upper bound. The approximate formula obtained in the present study takes a simple form which consists of the dimensions of the canal and the cylinder. The present formulae are derived for the cases of a rectangular cylinder swaying at the center of a narrow or wide canal relative to a cylinder, at off-center location in a canal, and in the restricted water with a single wall. From the results of numerical calculation, it is concluded that the sway added mass in restricted waters is more affected by water depth than clearance between a wall and a cylinder.
실시간 시추매개변수 예측은 시추효율의 극대화 관점에서 상당히 중요한 연구이다. 시추 극대화 방법 중 시추속도를 향상시키는 방법이 일반적인데 이는 굴진율, 시추스트링 회전속도, 비트 하중, 시추이수 유량과 연관관계를 지니고 있다. 본 연구는 실시간 시추매개변수 중 하나인 굴진율을 순환신경망기반 딥러닝 모델을 이용하여 예측하는 방법을 제안하였으며 기존의 물리적 기반의 굴진율 모델과 딥러닝 모델을 이용한 예측 모델을 비교해 보고자 한다.
프로펠러에 의한 추력은 유체의 유입 속도와 익의 회전속도에 의해 생성되며 그 성능을 전진비, 추력계수, 동력계수와 같은 무차원수로 나타내고 있다. 이 연구에서 회전체의 성능을 분석하기 위한 수치적 방법으로 STL형식의 회전체 형상을 인식할 수 있는 가상경계법을 적용한 격자볼쯔만법을 제안한다. 이 가상경계법으로 프로펠러의 회전에 의한 유동을 구현하기 위해서 프로펠러의 표면 격자점에서 속도와 유동장의 격자점에서 유속의 차를 이용하여 계산한 체적력을 볼쯔만방정식의 외력항으로 적용하게 된다. 제안한 방법을 검증하기 위하여 4개의 익을 가지고 있는 프로펠러를 이용해 레이놀즈수가 100, 500, 1000이고 전진비가 0.2~1.4일 때 유동해석을 수행하였으며 그 결과로 부터 전형적인 프로펠러의 성능특성을 얻을 수 있었다. 높은 레이놀즈수와 전진비를 갖는 유동에서 해석 안정성을 확보하기 위해서는 익의 표면에 구성한 최대 격자의 크기와 유동장에 구성한 격자 크기의 비가 3 이하로 유지해야 하며 충분히 긴 후류영역을 확보할 필요가 있다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권9호
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pp.756-761
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2016
본 연구에서는 소형 단기통 4행정 농용 디젤엔진에 장착될 수 있는 플런저 직경 4 mm, 행정 7 mm의 연료펌프를 설계 및 제작하여 성능특성을 조사하는 것이 목적이다. 실린더 내 연소압력은 자체 제작한 모형 실린더 내에 질소가스를 사용하여 1, 6, 11, 16 및 21 bar의 배압을 형성시켜 모사했다. 실험에 있어서는 연료펌프 회전속도를 600, 800, 1000, 1200 및 1400 rpm로 변화시키면서 개발된 연료펌프의 토출구에서 1 cm 떨어진 지점의 토출압력, 30 cm 떨어진 지점의 송출압력과 송출유량을 배압에 대해 측정하였고, 펌프효율을 계산하였다. 그 결과, 연료펌프 회전속도가 증가하면 펌프의 송출유량은 증가하였고, 실린더 내의 압축압력인 배압이 증가하면 송출유량은 감소하였다. 또한, 연료펌프의 회전속도가 증가할수록 펌프효율이 감소되었고, 실린더 내의 배압이 증가함에 따라 펌프효율은 감소되었다.
In this study, the product characteristics and physicochemical properties were investigated through collection of commercial porridge. The addition rate of grain raw materials was about 6.5~11.75%, glutinous rice was added at a rate of about 23~60% to improve the viscosity and various other food additives were used. The moisture content characteristics varied among the products. The rotational viscosity of CP (Commercial Porridge)4 was the highest at 39,054 cP, while the flow viscosity of CP3 was least at 4.80 cm/30 seconds. The starch content differed among the products in the range of total starch 6.96~8.08%, amylose 1.41~2.61%, total sugar 6.55~12.81% and reducing sugar 0.50~0.99%. Particularly, total sugar showed a very high correlation (-0.920) while rotational viscosity and color value (b) showed significant correlation with most of the properties i.e. moisture, solids content etc. There was a rapid increase in the reactivity of starch degrading enzyme at the early stage of the reaction which gradually decreased with time. The physicochemical characteristics of commercial porridge presented in this study could be expected to increase the industrial use value of the related research because it considers the quality of the currently commercialized porridge for the future selection of suitable porridge raw materials.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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