The static pressure distribution and flow characteristics inside the high-pressure swirl spray were investigated by measuring the static pressure inside the spray and applying the computational fluid dynamics (CFD). The static pressure difference between inner and outer part of spray was measured at different axial locations and operating conditions using a piezo-resislive pressure transducer. To obtain the qualitative value of swirl motion at different operating conditions, the spray impact-pressure at the nozzle exit was measured using a piezo-electric pressure transducer, and the flow angle was measured using a microscopic imaging system. The flow characteristics inside the high pressure swirl spray was simulated by the 1-phase 3-dimensional CFD model. The effect of pressure alternations on spray development was discussed with macroscopic spray images and a mathematical liquid film model. The results showed that the static pressure drop is observed inside the swirl spray as a result of the dragged air motion and the centrifugal force of the air. The recirculation vortex inside the spray was also observed inside the swirl spray as a result of the adverse pressure gradient along the axial locations. The results of analytical liquid film model and macroscopic spray images showed that the static pressure structure is one of the main parameters affecting the swirl spray development.
Research to replace metal mechanical elements with polymer materials has recently accelerated. However, polymers exhibit less favorable mechanical properties than metal materials, and are often easily worn-out owing to frictional heat when their mechanical elements contact while in relative motion. Therefore, research on the polymer tribological properties is required to employ polymer materials in mechanical elements operating under harsh conditions. In this study, we examine the effect of mechanical part operating temperatures on the material friction and wear characteristics of polymer materials. We conduct ball-on-disk friction tests under dry conditions at various temperatures, using a metal ball with high hardness and a polymer as the counter surface. Each test is repeated at least three times to ensure the reliability of the test results. Before the friction test, we analyze the surface hardness and roughness of each polymer specimen; after the friction test, we use a three-dimensional confocal microscope to compare and analyze the polymer specimen wear characteristics. Based on this study, we systematically elucidate the polymer material tribological characteristics. This information should be useful for selecting and utilizing polymer materials at various temperatures.
A simulation study on synthesis gas process in GTL process was carried out in order to find optimum operation conditions for GTL (gas-to-liquid) pilot plant design. Optimum operating conditions for synthesis gas process were determined by changing reaction variables such as feed temperature and pressure. During the simulation, overall synthesis process was assumed to proceed under steady-state conditions. It was also assumed that physical properties of reaction medium were governed by RKS (Redlich-Kwong-Soave) equation. The effect of temperature and pressure on synthesis gas process $H_2$/CO ratio were mainly examined. Simulation results were also compared to experimental results to confirm the reliability of simulation model. Simulation results were reasonably well matched with experimental results.
우리나라는 대부분의 화물 운송이 도로를 이용하여 이루어지기 때문에 화물차 군집주행에 관한 관심이 증가하고 있다. 화물차 군집주행은 연속된 두 대 이상의 화물차들이 하나의 군집을 구성해 주행하는 것으로 도로 용량의 증가와 연비를 개선할 수 있다. 본 연구에서는 화물차 군집주행이 교통류에 미치는 영향을 분석하기 위해 교통 조건, 화물차 군집주행 운영 조건에 따른 시나리오를 생성하였다. 화물차 군집주행 운영 조건의 영향이 미치는 영향을 파악하고자 평균통행속도, 차로변경방해건수, 진출입구간방해건수와 상관분석을 실시하여 결과를 도출하였다. 군집 내 화물차 수, 군집 내 화물차 간격, 군집 간 간격은 평균통행속도와 차로변경방해 건수에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 군집주행 화물차 비율이 LOS와 무관하게 평균통행 속도와 차로변경방해건수에 강한 연관성을 가지는 것으로 나타났다.
에너지의 소비가 큰 화학공장은 공정 자체가 가지는 비선형성, 불안정성등과 여러 가지 외란으로 인한 최적의 상태로 운전되고 있지 못하다. 이를 개선하기 위해 공장 전체 최적화를 수행하게 된다. 공장 전체를 대상으로 하는 최적화에는 경제적으로 영향을 주는 조절 변수가 많기 때문에 조절 변수의 개수를 최적으로 선정하는 문제는 중요하다. 경제적으로 영향을 주는 조절 변수를 모두 사용하여 최적화를 할 경우 최적화하여 나온 결과를 운전 조건에 반영할 때 많은 운전조건이 바뀌게 되므로 운전 조건의 변화에 따른 비용이 증가하게 된다.본 연구에서는 TPA(Terephthalic Acid) 공정을 대상으로 공장 규모 최적화를 하기 위하여 운전 비용에 영향을 주는 최적화 조절 변수를 최적으로 선정하기 위한 방법을 제시하였다. 즉, 모델을 만든 후 운전비용에 영향을 주는 조절 변수의 정도를 민감도 분석을 통해 알아 봄으로써 최적화할 때 운전 비용에 영향이 큰 변수들만 사용하는 것이다. TPA공정에서는 본 연구에서 제시한 방법에 의해 3개의 조절 변수를 선정하였고 선정된 변수로 최적화 한 결과 추가적인 설비 투자나 물리적인 개조 등이 없이 연간 약 3억 5천 만원의 에너지 비용 절감이 기대 된다.
최근 급속한 플랜트 설비의 발전과 더불어 각종 기계 구조물들의 운전조건이 가혹해지고 사용시간이 길어짐에 따라 신뢰성에 대한 문제가 제기되고 있다. 특히, SNG 설비에 사용되는 재료는 설계조건에 따라 1.25Cr-0.5Mo 또는 2.25Cr-1Mo강과 같은 내열강들이 주로 사용된다. 본 연구에서는 Lab-scale용 합성천연가스 반응기를 제작하여 생산공정 반응기 재질인 1.25Cr-0.5Mo강을 이용하여 실제 SNG 공정중 1차반응기와 동일한 운전 조건에서 부식 특성에 대하여 실험적 연구를 진행하였다. 1.25Cr-0.5Mo강을 운전 시간에 따라 각각 배출조성 조건과 주입조성 조건에 노출시켜 부식에 대한 실험을 수행하였으며 실험 결과 내구성에 가장 영향을 미치는 요소는 수소로 인한 수소취성과 산화 부식임을 알 수 있었으며, 배출조성보다 주입조성에서 더 빠른 부식이 발생함을 확인하였다. 그러나 배출조성 조건에서는 산화부식과 더불어 수소취성에 의한 부식이 동시에 발생하여 장시간 운전 후 부식정도가 갑자기 증가하고 부식강도가 급격히 강해지는 것을 나타났다. 또한 주입조성에서는 산화물들이 시편에 흡착되어 두꺼운 산화층을 형성시켰으며 이로 인하여 재료의 내산화성이 크게 저하되는 것으로 확인되었다.
For more economical operation of chemical plants, optimal operating conditions are to be set and maintained as far as possible. For this purpose, optimizing control is applied to chemical plants. In this study, a process optimizer composed of a process simulator and an optimization routine using Successive Quadratic Programming as optimization technique is developed and the effect of optimizing control is tested on an example process, and a new process optimization strategy based on modified Jacobian matrix is developed.
Jo Jong Chull;Jhung Myung Jo;Kim Woong Sik;Choi Young Hwan;Kim Hho Jung;Kim Tae Hyung
Nuclear Engineering and Technology
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제35권5호
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pp.442-453
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2003
This study investigates the safety assessment of the potential for fretting-wear damages on steam generator (SG) U-tubes caused by foreign object in operating nuclear power plants. The operating SG shell-side flow field conditions are obtained from three-dimensional SG flow calculation using the ATHOS3 code. Modal analyses are performed for the finite element modelings of U-tubes to get the natural frequency, corresponding mode shape and participation factor. The wear rate of U-tube caused by foreign object is calculated using the Archard formula and the remaining life of the tube is predicted. Also, discussed in this study is the effect of the flow velocity and vibration of the tube on the remaining life of the tube.
The gas-fired absorption refrigeration system to utilize treated sewage is available for environmental protection and energy conservation. Simulation analysis on the double-effect absorption refrigeration cycles with parallel or series flow type has been performed. The working fluid is Lithium Bromide and water solution. The main purpose of this study is evaluating the possibilities of effective utilization of treated sewage as a cooling water for the absorber and condenser. The efficiency of a couple of cycles has been studied and simulation results show that higher coefficient of performance could be obtained for parallel flow type. The other purpose of the present study is to determine the optimum designs and operating conditions based on the operating constraints and the coefficent of performance in the paralledl flow type.
This paper describes an effect of operating condition on surface roughness in wire-cut FDM. The experimental values of surface roughness were measured by the test pieces under the condition of changing. On time, Off time, and Feed rate after fixing other conditions. The material of the test pieces is the alloy tool steel(STD 11) and was used after heat treatment. The results are as follows: 1. The surface roughness became rapidly worse according to the increase of On time and Feed rate. 2. The surface roughness became slowly better according to the increase of Off time.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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