Thermal NOx is generated in a high temperature environment in a combustion facilities. Exhaust gas recirculation method is widely used among various methods for reducing nitrogen oxides in combustion devices. In the present study, the computational fluid dynamic analysis was accomplished to elucidate the cold flow characteristics in the flue gas recirculation burner with both outlets opening. Because the reciculation pipes is installed toward the tangential direction, the swirling flow is formulated in the burner and the phenomenon of the reverse flow creation is detected at the center area of circular burner. We are confirmed that this is the similar trend with the burner with one side outlet closed. From the present study, it was seen that the recirculated inflow from both recirculated burner outlets increased by about 5% compared to the burner with one side outlet opening. At the outlet located at the exhaust gas recirculation pipe inlet(gas exit 1), the inlet flow was formed in the entire region. At the opposite outlet(gas exit 2), the total flow was discharged, but the center part of the burner was observed to have a reverse flow. The flow rate at the gas exit 2 was 3 ~ 5 times larger than the flow rate at the gas exit 1.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.25
no.1
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pp.20-27
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2013
Numerical modeling of $CO_2$ water heater was conducted prior to optimal design of medium and large sized $CO_2$ water heater, and the experimental test with small sized $CO_2$ water heater having heat capacity of 4 kW was completed to verify the present numerical model. The present model estimated the experimental data of COP(coefficient of performance), heating capacity, and the hot water outlet temperature within the range of 3% to 8% of mean deviation. As increase of EEV(electric expansion valve) opening area, decreasing of heating capacity and the hot water outlet temperature, and increasing of COP were found in both experimental and numerical investigation.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.19
no.8
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pp.8-13
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2018
Nitrogen oxides (NOx) have recently been very influential in the generation of ultrafine dust, which is of great social interest in terms of improving the atmospheric environment. Nitrogen oxides are generated mainly by the reaction of nitrogen and oxygen in air in a combustion gas atmosphere of high temperature in a combustion apparatus such as thermal power generation. Recently, research has been conducted on the combustion that recirculates the exhaust gas to the cylindrical burner by using a piping using a Coanda nozzle. In this study, three types of burners were carried out through computational fluid analysis. Case 1 burner with the outlet of the combustion gas to the right, Case 2 burner with both sides as gas exit, Case 3 burner with left side gas exit. The pressure, flow, temperature, combustion reaction rate and distribution characteristics of nitrogen oxides were compared and analyzed. The combustion reaction occurred in Case 1 and Case 2 burner in the right direction with combustion gas recirculation inlet and Case 3 burner in the vicinity of mixed gas inlet. The temperature at the outlet was about $100^{\circ}C$ lower than that of the other burners as the Case 2 burner was exhausted to both sides. The NOx concentration of Case 1 burner at the exit was about 20 times larger than that of the other burners. From the present study, it could be seen that it is effective for the NOx reduction to exhaust the exhaust gas to both side gas exits or to exhaust the exhaust gas to the opposite direction of inlet of recirculation gas.
Kim, Byung-Kook;Kim, Young-Ho;Song, Woo-Seog;Lee, Seung-Bae;Nam, Sang-Kyu;Kim, Sa-Man
The KSFM Journal of Fluid Machinery
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v.10
no.3
s.42
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pp.17-24
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2007
This paper presents the design procedure of a vertical wind turbine named jet-wheel-turbo turbine and the numerical and experimental verifications. The design parameters such as the rotor inlet angle, the diameter-to-hub ratio, the inlet guide outlet angle and the solidity were optimized to maximize the energy transfer, and to further increase the turbine efficiency by applying the side guide vane and the side opening to the rotor. The maximum power coefficient of 0.59, which is much higher than the ever-designed three-bladed horizontal turbines, was experimentally obtained when the optimal inlet- and side-guide vanes were installed and both sides of the rotor were 80% opened. The maximum power coefficients occur at the tip speed ratio ranging between 0.6 and 0.7. This vertical-axis turbine model can be applied to the large-scale power generation system with the speed and torque control algorithm for the specified wind characteristics.
KIM, CHUL-KYU;LEE, KYOUNG-KEUN;LIM, TAE-GYUN;JANG, CHOON-MAN
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.27
no.6
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pp.764-772
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2016
This paper presents on the evaluation of numerical analysis model of a ball valve used for a gas pipeline. The ball valve has important role to control the gas flow of the pipeline as well as safety operation to prevent gas explosion at the emergency. For the validation of numerical simulation, the computational domains are introduced three different types: a hexahedron chamber connected to a pipeline outlet without considering the geometry of pressure tubes, a pipeline only considered the geometry of pressure tubes, and a pipeline connected both of the a hexahedron chamber and pressure tubes. The commercial code, SC/Tetra, is introduced to solve the three-dimensional steady-state Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis in the present study. The valve flow coefficient and valve loss coefficient with respect to the valve opening rate of 30%, 50%, and 70% are compared with experimental results. Throughout the numerical analysis for the three analysis domains, pressure computed along the pipeline is affected by computational domains. It is noted pressure obtained by the computational model considering both of the a hexahedron chamber and pressure tubes has a relatively good agreement to the experimental data.
Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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v.14
no.3
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pp.205-211
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2013
Recently, the needs of system performances such as working speed and processing accuracy in machine tools have been increased. Especially, the working speed increment generates harmful heat at both moving part of the machine tools and handicrafts. The heat is a main drawback to progress accuracy of the processing. Hence, a oil cooler to control temperature is inevitable for the machine tools. In general, two representative control schemes, hot-gas bypass and variable speed control of a compressor, have been adopted in the oil cooler system. This paper deals with design and implementation method of fuzzy controller for obtaining precise temperature characteristic of HB oil cooler system in machine tools. The opening angle of an electronic expansion valve are controlled to keep reference value and room temperature of temperature at oil outlet. Especially, the fuzzy controller is added to suppress temperature fluctuation under abrupt disturbances. Through some experiments, the suggested method can control the target temperature within steady state error of ${\pm}0.22^{\circ}C$.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.19
no.6
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pp.696-701
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2018
The nitrogen oxides generated during combustion reactions have a great influence on the generation of acid rain and fine dust. As an NOx reduction method, exhaust gas recirculation combustion using Coanda nozzles capable of recirculating a large amount of exhaust gas with a small amount of air has recently been utilized. In this study, for the burner outlet with dual end opening, the use of a recirculation burner was investigated for the distribution of the pressure, streamline, temperature, combustion reaction rate and nitrogen oxides using computational fluid analysis. The gas mixed with the combustion air and the recirculated exhaust gas flow in the tangential direction of the circular cylinder burner, so that there is a region with low pressure in the vicinity of the fuel nozzle exit. As a result, a reverse flow is formed in the central portion of the burner near the center of the circular cylinder burner and the exhaust gas is discharged to the outside region of the circular cylinder burner. The combustion reaction occurs on the right side of the burner and the temperature and NOx distribution are relatively higher than those on the left side of the burner. It was found that the average NOx production decreased from an air flow ratio of 1.0 to 1.5. When the air flow ratio is 1.8, the NOx production increases abruptly. It is considered that the NOx production reaction increases exponentially with temperature when the air ratio is more than 1.5 and the NOx production reaction rate increases rapidly on the right-hand side of the burner.
Internet commerce has been growing at a rapid pace for the last decade. Many firms try to reach wider consumer markets by adding the Internet channel to the existing traditional channels. Despite the various benefits of the Internet channel, a significant number of firms failed in managing the new type of channel. Previous studies could not cleary explain these conflicting results associated with the Internet channel. One of the major reasons is most of the previous studies conducted analyses under a specific market condition and claimed that as the impact of Internet channel introduction. Therefore, their results are strongly influenced by the specific market settings. However, firms face various market conditions in the real worlddensity and disutility of using the Internet. The purpose of this study is to investigate the impact of various market environments on a firm's optimal channel strategy by employing a flexible game theory model. We capture various market conditions with consumer density and disutility of using the Internet.
shows the channel structures analyzed in this study. Before the Internet channel is introduced, a monopoly manufacturer sells its products through an independent physical store. From this structure, the manufacturer could introduce its own Internet channel (MI). The independent physical store could also introduce its own Internet channel and coordinate it with the existing physical store (RI). An independent Internet retailer such as Amazon could enter this market (II). In this case, two types of independent retailers compete with each other. In this model, consumers are uniformly distributed on the two dimensional space. Consumer heterogeneity is captured by a consumer's geographical location (ci) and his disutility of using the Internet channel (${\delta}_{N_i}$).
shows various market conditions captured by the two consumer heterogeneities.
(a) illustrates a market with symmetric consumer distributions. The model captures explicitly the asymmetric distributions of consumer disutility in a market as well. In a market like that is represented in
(c), the average consumer disutility of using an Internet store is relatively smaller than that of using a physical store. For example, this case represents the market in which 1) the product is suitable for Internet transactions (e.g., books) or 2) the level of E-Commerce readiness is high such as in Denmark or Finland. On the other hand, the average consumer disutility when using an Internet store is relatively greater than that of using a physical store in a market like (b). Countries like Ukraine and Bulgaria, or the market for "experience goods" such as shoes, could be examples of this market condition.
summarizes the various scenarios of consumer distributions analyzed in this study. The range for disutility of using the Internet (${\delta}_{N_i}$) is held constant, while the range of consumer distribution (${\chi}_i$) varies from -25 to 25, from -50 to 50, from -100 to 100, from -150 to 150, and from -200 to 200.
summarizes the analysis results. As the average travel cost in a market decreases while the average disutility of Internet use remains the same, average retail price, total quantity sold, physical store profit, monopoly manufacturer profit, and thus, total channel profit increase. On the other hand, the quantity sold through the Internet and the profit of the Internet store decrease with a decreasing average travel cost relative to the average disutility of Internet use. We find that a channel that has an advantage over the other kind of channel serves a larger portion of the market. In a market with a high average travel cost, in which the Internet store has a relative advantage over the physical store, for example, the Internet store becomes a mass-retailer serving a larger portion of the market. This result implies that the Internet becomes a more significant distribution channel in those markets characterized by greater geographical dispersion of buyers, or as consumers become more proficient in Internet usage. The results indicate that the degree of price discrimination also varies depending on the distribution of consumer disutility in a market. The manufacturer in a market in which the average travel cost is higher than the average disutility of using the Internet has a stronger incentive for price discrimination than the manufacturer in a market where the average travel cost is relatively lower. We also find that the manufacturer has a stronger incentive to maintain a high price level when the average travel cost in a market is relatively low. Additionally, the retail competition effect due to Internet channel introduction strengthens as average travel cost in a market decreases. This result indicates that a manufacturer's channel power relative to that of the independent physical retailer becomes stronger with a decreasing average travel cost. This implication is counter-intuitive, because it is widely believed that the negative impact of Internet channel introduction on a competing physical retailer is more significant in a market like Russia, where consumers are more geographically dispersed, than in a market like Hong Kong, that has a condensed geographic distribution of consumers. illustrates how this happens. When mangers consider the overall impact of the Internet channel, however, they should consider not only channel power, but also sales volume. When both are considered, the introduction of the Internet channel is revealed as more harmful to a physical retailer in Russia than one in Hong Kong, because the sales volume decrease for a physical store due to Internet channel competition is much greater in Russia than in Hong Kong. The results show that manufacturer is always better off with any type of Internet store introduction. The independent physical store benefits from opening its own Internet store when the average travel cost is higher relative to the disutility of using the Internet. Under an opposite market condition, however, the independent physical retailer could be worse off when it opens its own Internet outlet and coordinates both outlets (RI). This is because the low average travel cost significantly reduces the channel power of the independent physical retailer, further aggravating the already weak channel power caused by myopic inter-channel price coordination. The results implies that channel members and policy makers should explicitly consider the factors determining the relative distributions of both kinds of consumer disutility, when they make a channel decision involving an Internet channel. These factors include the suitability of a product for Internet shopping, the level of E-Commerce readiness of a market, and the degree of geographic dispersion of consumers in a market. Despite the academic contributions and managerial implications, this study is limited in the following ways. First, a series of numerical analyses were conducted to derive equilibrium solutions due to the complex forms of demand functions. In the process, we set up V=100, ${\lambda}$=1, and ${\beta}$=0.01. Future research may change this parameter value set to check the generalizability of this study. Second, the five different scenarios for market conditions were analyzed. Future research could try different sets of parameter ranges. Finally, the model setting allows only one monopoly manufacturer in the market. Accommodating competing multiple manufacturers (brands) would generate more realistic results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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