• 동력기계공학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.30-37
• /
• 2012

공기 양수 펌프는 재생 에너지 분야, 부식 및 마모 특성의 유체의 활용 등 높은 신뢰성과 낮은 유지보수 비용을 필요로 하는 분야에서 그 사용이 증대되고 있다. 본 연구에서는 소형 공기 양수 펌프의 성능 평가 및 기초 데이터를 얻기 위한 연구로, D=0.012~0.019m, L=0.933m인 배관의 침수 깊이(${\beta}$=0.55,0.60,0.65,0.70)에 따른 수치해석을 수행하였다. 수치 해석 및 실험 결과는 유사성을 뛰었으며, 펌프의 사양과 효율은 공기의 질량 유속 비, 침수 깊이 비와 양수 배관의 길이에 관한 함수로 나타났다. 그리고 최대 물과 공기 질량 유속의 비는 각 배관에서 서로 다른 침수 깊이의 비로 나타났으며, 공기 양수 펌프의 최대 효율이 발생되는 운전조건은 슬러그(slug)와 슬러그 교반 정도(slug-churn flow regime)에 따라 나타남을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권4호
• /
• pp.227-236
• /
• 2016

본 논문에서는 $600{\times}600{\mu}m$ 사각 마이크로 채널에서 T자형 합류지점에서의 기체 및 액체의 주입방법이 기포 및 액체 슬러그의 생성에 미치는 영향을 실험을 통해 살펴보았다. 실험 유체로는 질소와 물을 사용하였으며, 액체 및 기체 겉보기 속도는 각각 0.05 - 1 m/s, 0.1 - 1 m/s 의 범위로 테일러 유동이 나타나는 구간에서 데이터를 얻었다. 기포 길이, 액체 슬러그 길이, 기포 속도 그리고 기포 생성 빈도를 고속 카메라를 사용하여 이미지 분석을 통해 측정하였다. 유사한 입구 겉보기 속도 조건에서, T-자형 합류지점의 main channel에 기체를 주입하는 방법(T_gas-liquid)이 액체를 주입하는 방법(T_liquid-gas)보다 기포와 액체 슬러그의 길이가 길었고 기포 생성 빈도는 낮았다. 한편, 두 주입방법에서 기포 속도는 유사하게 나타났다. T_liquid-gas 주입방법의 기존 예측 상관식은 T_gas-liquid 주입방법의 기포 길이, 기포 속도, 액체 슬러그 길이, 기포 생성 빈도 실험데이터를 각각 ~24 %, ~9 %, ~39 %, ~55 %로 예측하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제81권4호
• /
• pp.523-527
• /
• 2022

The objective of this study is to simulate the flow in pipes with various boundary conditions. Free-pressure fluid model, is used in the pipe based on Navier-Stokes equation. The models are solved by using the numerical method. A problem called "stability of pipes" is used in order to compare frequency and critical fluid velocity. When the initial conditions of problem satisfied the instability conditions, the free-pressure model could accurately predict discontinuities in the solution field. Employing nonlinear strains-displacements, stress-strain energy method the governing equations were derived using Hamilton's principal. Differential quadrature method (DQM) is used for obtaining the frequency and critical fluid velocity. The results of this paper are analyzed by hyperbolic numerical method. Results show that the level of numerical diffusion in the solution field and the range of well-posedness are two important criteria for selecting the two-fluid models. The solutions for predicting the flow variables is approximately equal to the two-pressure model 2. Therefore, the predicted pressure changes profile in the two-pressure model is more consistent with actual physics. Therefore, in numerical modeling of gas-liquid two-phase flows in the vertical pipe, the present model can be applied.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제5권5호
• /
• pp.97-103
• /
• 1997

Effects of fuel injection timing on the lean misfire limit of a sequential MPI SI engine has been investigated. To investigate the interaction of injection timing and intake flow characteristics, so called axial stratification phenomena, 4 kinds of different intake swirl port of the same combustion chamber geometry have been teated in a single cylinder engine test bench. And 2 kinds of fuel, gasoline and compressed natural gas(CNG), were used to see the effect of liquid fuel vaporization. Result shows that combination of port swirl and injection timing governs the lean misfire limit and lean misfire limit envelopes remain almost the same for a given ratio regardless of engine speed. It is also found that two phase flow has some effects on lean misfire limit.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제35권5호
• /
• pp.299-308
• /
• 2022

본 논문은 슬로싱 상태에 놓인 포화 상태 액체수소탱크에서 열 유속 및 BOG(Boil-off gas)의 경향을 다루고 있다. 특히, 액체-기체간의 침투 및 혼합에 의한 열 교환에 관심을 두었다. 먼저, VOF(Volume of fluid)와 Eulerian 기반의 다상 유동모델로 모형 슬로싱 실험을 모사하여 압력을 예측하고 계측된 값과 비교하였다. 자유 수면 및 충격 압력 실험 결과와 해석 결과를 비교하였으며, 유체의 속도 예측에서 정확할 수 있음을 간접적으로 증명하였다. 그리고 2차원의 Type-C 원통형 수소탱크를 대상으로 다상열유동해석을 수행하였다. 이때 포화상태에 놓인 액체 및 기체수소를 가정하고, 해석을 통해 각 상간의 혼합에 의한 열 교환의 수준을 확인하고자 하였다. 단, 상간의 열 교환만을 관심으로 두고 있었으므로 질량전달 및 기화모델은 해석에서 제외하였다. 최종적으로 상의 혼합으로 인해 액체수소로 유입되는 열 유속의 기여도에 대하여 정리하였다. 또한 액체수소로 유입되는 열 유속과 집중 질량 기반의 간이식을 통해 BOG 발생량 및 경향을 예측하고 분석하였다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.512-522
• /
• 2008

Ammonia is a major compound of odor in livestock house. To enhance the performance of ammonia oxidation (decomposition). the gas-liquid, two phase photocatalytic oxidation system was designed and prepared in this study. Commercial P-25 as $TiO_2$ catalyst was used for ammonia decomposition. V/P-25 catalyst prepared by sol gel method was also used for the removal of by-producted $NO_x$ in $NH_3$ oxidation reaction. When $TiO_2$ was used as a photocatalyst, the conversion to $N_2$ in ammonia decomposition reached above 90% until 200hr (The air flow rate of 4L/min with the ammonia concentration up to 25ppm.). However, considerable amounts of NO and $NO_2$ were formed as a result of $NH_3$ oxidation (as a by-product). Therefore, we added Vanadia impregnated $TiO_2$(P-25) catalyst for the removal of $NO_x$ at the end of reaction trail. The results of a pilot-scale operation were successful to achieve the simultaneous removal of $NH_3\;and\;NO_x$ about 81 and 87%, respectively.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.116-122
• /
• 1988

본 연구에서는 공기와 물을 매질로 사용하여 3차원 계면파가 존재하는 근사수평 반류성층유동에서의 계면전단응력과 마찰계수를 결정하였다. 기상과 액상의 유량조건에 따라 3차원 계면파의 특성을 needle contact법에 의하여 측정 하였으며, 기상의 압력강하와 속도분포를 구하여 계면전단응력을 구하였다. 또 공학적인 응용을 위하여 3차원과 영역에서의 계면마찰계수에 관한 실험식을 개발하였다. 그리고 거칠은 고체표면에서의 마찰계수를 표현한 Nikuradse식을 이용하여 계면의 등가조도(equivalent roughness)를 계산하였으며 이것을 계면의 파고교란강도와 비교분석하여 계면전단응력에 영향을 미치는 인자들을 규명하였다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.15-22
• /
• 2018

7개의 방정식으로 구성된 DIM을 사용하여 압축성 다상 유동에 대해 연구하였다. 액체와 기체의 상세한 경계면 유동 구조를 얻기 위해 5 차의 MLP와 변형된 HLLC 근사 리만 해법을 포함하는 고차 수치기법이 구현되었다. 수치 방법의 유효성 검증을 위해 물과 공기로 구성된 다양한 1차원 충격관 문제를 해석하였고, 불연속면에 대해 뛰어난 해상도를 얻을 수 있었다. 마하수 1.22의 충격파 조건에서의 2차원 공기-헬륨 기포에 대한 충격파 상호 작용을 수치 해석하였고, 충격파 현상들을 잘 모사하였으며 실험결과와 비교 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제62권2호
• /
• pp.163-170
• /
• 2017

This study presents a particle-wall filtration model for predicting the particle motion behavior in a typical rotational flow field-filtration in blower system of cooker hood. Based on computational fluid dynamics model, air flow and particles has been simulated by Lagrangian-particle/ Eulerian-gas approaches and get verified by experiment data from a manufacturer. Airflow volume, particle diameter and local structure, which are related to the particle filtration has been studied. Results indicates that: (1) there exists an optimal airflow volume of $1243m^3/h$ related to the most appropriate filtration rate; (2) Diameter of particle is the significant property related to the filtration rate. Big size particles can represent the filtration performance of blower; (3) More than 86% grease particles are caught by impeller blades firstly, and then splashed onto the corresponding location of worm box internal wall. These results would help to study the micro-particle motion behavior and evaluate the filtration rate and structure design of blower.

• 한국추진공학회지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.37-46
• /
• 2013

2상유체 동축형 다공성재 분사기는 중심포스트에서 분사되는 액체제트 주위로 형성된 다공성재 실린더의 내부 표면에서 기체를 반경방향으로 분사한다. 동축형 다공성재 분사기의 추진제 혼합비에 따른 연소성능을 분석하기 위하여 에탄올/아산화질소 추진제를 사용한 단일 축소형 분사기의 연소시험이 수행되었으며, 수집된 데이터 및 계산된 성능인자들에 대하여 불확실도 해석이 이루어졌다. 연소시험에 의한 추진제 혼합비에 따른 특성속도 경향은 CEA 이론값과 유사하였으나 최대값을 가지는 혼합비 영역이 이론혼합비영역에 가까웠다. 특성속도효율은 산화제 과잉 영역으로 갈수록 더 높게 나타났다.