Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.30
no.6
s.249
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pp.578-586
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2006
Numerical simulations are carried out to investigate the thermal effects of the gravitational potential on the centrifugal instability of a Taylor-Couette flow, and to further study the detailed flow fields and flow bifurcations to spiral vortices. The effects of centrifugal potential on the centrifugal instability are also investigated in the current study. Spiral vortices have various types of mode depending on Grashof number and Reynolds number. The correlation of Richardson number with the spiral angle of the spiral vortices shows that the structure of the spiral vortices strongly depends on the Richardson number. The heat transfer rate of the inner cylinder increases with increasing Grashof number. It is also confirmed that the torque required to rotate the inner cylinder increases as Grashof number increases.
In this research, spool valves with spiral grooves are suggested and their lubrication characteristics are investigated by numerical analysis. The three-dimensional flow field is obtained by solving the Navier-Stokes equations in dimensionless form, so that the performance variables such as lateral force, friction force and volume flow rate are determined. Also, the lubrication characteristics of spool valves with spiral grooves are compared with those with typical grooves under variable working conditions. It is shown that spool valves with spiral grooves can get better performance in aspect of mitigation of uneven pressure distribution surrounding spool. Moreover, it is found that the minimum distance between spool edges and grooves, the type of spiral groove, and the groove angle have noticeable effect on the lubrication characteristics.
Kim, Tae-Jun;Oh, Sang-June;Lee, Jin-Gyu;Seo, Tae-Beom
한국태양에너지학회:학술대회논문집
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2009.04a
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pp.49-54
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2009
This study focus on verification of the thermal efficiency of volumetric receiver with $5kW_{th}$ Dish-type solar thermal system. Spiral flow path shaped on receiver and working fluid(steam) flow along the this flow path. Porous material for radiation-thermal conversion used in former researches are substituted with the stainless steel wall installed along the spiral shaped flow path. Numerical analysis for the flow path and temperature distributions are carried out. Numerical results are compared with experimental data. Using the numerical model, the heat transfer characteristics of spiral type receiver for dish-type solar thermal systems are known and the thermal performance of the receiver can be estimated.
Spiral tubes are used in a wide range of applications and it is significant to understand the vibration introduced by two-phase flow in spiral tubes. In this paper, the numerical method is used to study the vibration induced by the gas-liquid two-phase flow in a spiral tube with different flow regimes. The pressure fluctuation characteristics at the pipe wall and the solid vibration response characteristics are obtained. The results show that the motion of small bubbles in bubbly flow leads to small pressure fluctuations with low-frequency broadband (0-50 Hz). The motion of the gas plug in the plug flow causes small amplitude periodic pressure fluctuation with a shortened low-frequency broadband (0-15 Hz) compared to the bubbly flow. The motion of the gas slug in the slug flow causes large periodic fluctuations in pressure with a significant dominant frequency (6-7 Hz). The wavy flow is very stable and has a distinct main frequency (1-2 Hz). The vibration regime in the bubbly flow and wave flow are close to the first-order mode, and the vertical vibrating component is dominant. The plug flow and slug flow excite higher-order vibration modes, and the lateral vibration component plays more important part in the vibration response.
Jin, Hyun Bae;Kim, Myung Jin;Son, Chang Ho;Chung, Wui Jun
The KSFM Journal of Fluid Machinery
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v.16
no.4
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pp.28-34
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2013
Centrifugal pump consists of a axis, a impeller and a spiral casing. The impeller is the most important component in centrifugal pump. But to minimize flow loss in discharge passage including spiral casing, the shape of spiral casing is very important also. So, to investigate the effect of shape of the spiral casing on performance curve of pump, the characteristics of spiral casing were studied through numerical analysis for centrifugal pump used on industry field. From the results the rectangular model was showed more loss than the others because of asymmetric flow field.
In the paper, static characteristics of spiral grooved seal is theoretically obtained by Using Navier-Stokes equation. In the analysis, inertia term of fluid is considered and the flow and pressure in the steady state are obtained for the groove direction and vertical to the groove direction. As the journal rotating frequency increases, the leakage flow decreases. Therefore, zero net leakage flow is possible at the region of some rotating frequency.
Spiral tube heat exchangers can find numerous applications in many engineering field. Flow in spital tubes is interest to engineers due to occurrence of secondary flow which enhances the cross-sectional mixing and the heat transfer rate. In the present study, an incompressible viscous 3-D flow in spiral tubes with rectangular cross-section of various torsion rate and Reynolds number is studied by using a finite volume method. It is shown that the axial velocity profile is affected by the secondary flow motion. Because there is some difference from correlation proposed by Hur et al., a lot of analysis and arrangement of experimental results are needed. This study showed the results of variation of hydrodynamic entry length for torsion and Re numbers.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.33
no.11
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pp.900-908
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2009
Numerical simulation has been carried out to investigate the influence of radial temperature gradient on the Taylor Vortex flow. Varying the Grashof number, we study the detailed flow and temperature fields. The current numerical results show good agreement with the experimental results currently available. It turns out that wavy spiral vortices are generated by increasing temperature gradient. We classify flow patterns for various Grashof numbers based on the characteristics of flow fields and spiral vortices. The correlation between Grashof number with wave number shows that the spiral angle and size of Taylor vortices increase with increasing temperature gradient. Temperature gradient does not have a great influence on the heat transfer rate of the cylinder surfaces.
To desalinate the aqueous solutions with high salt concentration using the capacitive deionization technology, two resin/membrane capacitive deionization(RMCDI) cells were fabricated by filling mixed ion exchange resins in two different flow channels (spacer and spiral type). The salt removal efficiency of the spacer- and spiral-RMCDI was 77.21 and 99.94%, respectively. Many ions were significantly removed in a spiral RMCDI cell because the feed solution could be more evenly contacted with the ion exchange resins filled on the spiral type flow channel. As the result of the changes of pH and accumulative charges, it was observed that Faradaic reaction was diminished for a spiral RMCDI cell filled by the mixture of cation and anion exchange resins. Therefore, the desalination of the aqueous solutions with high salt concentration by the capacitive deionization technology was proven. In addition, further studies on the optimization of the mixing ratio with ion exchange resins and the introduction of the regeneration process generally occurred in the continuous electrodeionization (CEDI) technology are required to improve the RMCDI technology.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.5
no.3
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pp.35-46
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1997
In order to satisfy customer's requirements of ride comfort and high performance, it is necessary for designers to fully understand vehicle aerodynamics and wind noise of newly produced cars because characteristics of flow and wind noise are heavily dependent on each other. In this study numerical and experimental study have been carried out to analyse the effect of flow characteristics at around of rear view mirror on wind noise and soiling on the front S/W. As a result, it's found that the spiral flow mear the front pillar is weakened and spreaded because rear view mirror obstructs the flow. It is also shown that there is abrupt change of gradient of separa- tion line, separation area, intensity of spiral flow and turbulent kinetic energy with varying shape of neck and housing of rear view mirror.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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