• 제목/요약/키워드: entrainment flow rate ratio

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CFD를 이용한 Double Layer 슬롯 다이 헤드의 메니스커스 형성 연구 (Study of Meniscus Formation in a Double Layer Slot Die Head Using CFD)

  • 김기은;박종운
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.65-70
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    • 2024
  • Using a computational fluid dynamics(CFD) simulation tool, we have provided a coating guideline for slot-die coating with a double layer slot die head. We have analyzed the fluid dynamics in terms of the coating speed, flow rate ratio, and viscosity ratio, which are critical for the stability of coating meniscus. We have identified the common coating defects such as break-up, air entrainment, and leakage by varying the coating speeds. The flow rate ratio is the critical parameter determining the wet film thickness of the top and bottom layers. It is shown that when the flow rate ratio exceeds or equals 1.8, air entrainment occurs due to insufficient hydraulic pressure in the bottom layer, even though the total flow rate remains constant. Furthermore, we have found that the flow of the bottom layer is significantly affected by the viscosity of top layer. The viscosity ratio of 4 or higher obstructs the flow of the bottom layer due to the increased hydraulic resistance, resulting in leakage. Finally, we have demonstrated that as the viscosity ratio increases from 0.1 to 10, the maximum coating speed rises from 0.4 mm/s to 1.6 mm/s, and the minimum wet film thickness decreases from 800 ㎛ to 200 ㎛.

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MILD 이용한 배기가스 재순환에 관한 연구 (A study on the exhaust gas recirculation in a MILD combustion furnace by using a Venturi nozzle)

  • 하지수;심성훈
    • 에너지공학
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    • 제22권4호
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    • pp.413-419
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    • 2013
  • 본 연구에서는 동심원관 형태의 MILD 연소로에서 바깥 원통의 배기가스 통로에서부터 안쪽 원통의 연소통로 사이에 연결관을 설치하고 배기가스를 유입하기 위해 벤츄리 노즐을 사용할 경우 벤츄리 노즐의 기하학적 형상 변화와 고압공기 노즐의 유속 변화에 따라 고압공기 유량, 배기가스 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 최적의 벤츄리 노즐 형상과 고압공기 유속 조건들을 도출하는 것을 본 연구의 목적으로 하였다. 본 연구의 전산 해석을 통해 고압공기 노즐 출구가 연소로 벽면에 부착된 경우와 배기가스에 노출된 경우를 비교하였고, 이 두 가지 형상에 대하여 고압공기 노즐과 벤츄리 노즐의 간격을 고압공기 노즐 직경의 1배에서 3배로 변화할 때의 유입량 특성을 살펴보았다. 또한 고압공기 노즐에서의 출구 유속을 변화하여 유입량 특성을 살펴보았다. 이를 통해 고압공기 노즐과 벤츄리 노즐의 간격이 증가하면 고압공기 노즐이 벽면에 부착된 경우는 유입량이 상대적으로 변화가 적으나 배기가스에 노출된 경우는 유입량이 증가하는 경향을 확인하였다. 또한 고압공기 노즐의 유속이 증가하면 속도가 낮은 범위에서는 유입량비가 상대적으로 증가하는 경향이 크지만 속도가 큰 영역에서는 증가하는 경향이 줄어드는 것을 확인하였다.

운전조건 및 노즐위치에 따른 이젝터 성능특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Analysis on the Performance Characteristics of an Ejector according to Inlet Pressure and Nozzle Position)

  • 이재준;전용석;김선재;김용찬
    • 설비공학논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.263-268
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    • 2015
  • In this study, the performance of an ejector in the refrigeration cycle was experimentally studied using R600a. The performance of the ejector is analyzed according to the inlet pressure and nozzle position. The increase in the primary nozzle pressure decreased the pressure difference across the ejector. In the low entrainment region, the increased suction flow pressure led to an increase in the pressure difference. In the high entrainment region, the pressure difference was inversely proportional to the suction pressure. The effects of nozzle position ($L_n$) were also analyzed and for $L_n<0$, the decreased suction chamber volume led to a large pressure drop with the small increase in the suction mass flow rate. For $L_n>0$, the increased $L_n$ disturbed the primary nozzle flow and thus an increase in the primary nozzle flow increased the pressure lifting effect. In contrast, the increased suction mass flow rate decreased the pressure difference. When the nozzle outlet was located at the mixing part entrance ($L_n=0$), the ejector showed the highest pressure lifting effect.

Liguid-gas Ejector의 구동성능 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of the Liquid-gas Ejector)

  • 박기태;김진화;정한식;정효민
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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    • pp.1047-1052
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    • 2008
  • The aim of this paper is that studies on the characteristics of the liquid-gas ejector. Could get data about various model using numerical analysis. Compare and analyze result that get by an experiment and numerical analysis. And studied Characteristics of the ejector. In this paper, Numerical analysis model is gotten divided according to each Throat ratio as three types. Each throat ratio is 0, 4 and 7.5. According to the result that analyze basic model, pressure became lower causing the volume flow rate increase. In CFD studies, Fixed volume flow rate by these result and analyzed ejector performance. As a result, there was no change of pressure to Throat's Enterance, and pressure became low while pass the throat. Since, pressure recovered while passing diffuser. The outer flow velocity did not change greatly to change of volume flow rate. This research expects that is utilized to data for performance elevation hereafter.

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Y-Jet 노즐에서의 혼합관 길이변화에 따른 분무특성 연구 (Change of Spray Characteristics with Mixing Port Length of Y-Jet Atomizers)

  • 송시홍;이상용
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권11호
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    • pp.3021-3031
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    • 1994
  • Experiments have been performed to find out the effect of the mixing port length of Y-jet atomizers on the spray performance, using air and water as the test fluids. Water and air flow rates and drop sizes were measured at each injection pressure condition for different mixing port length. The air flow rate was almost unaffected by the change of the mixing port length. However, the water flow rate was relatively susceptible to the change of the mixing port length. The mixing point pressure was very much influenced by the mixing port length. Variations of spatial distribution of Sauter Mean Diameter (SMD, $D_{32}$) and the cross-section-averaged SMD ($D_{32,m}$) with different mixing port length and air/water mass flow rate ratio were examined. Generally, when the mixing port length was reduced, the mean drop size decreased and became spatially even.

MILD 연소로에서 Coanda 노즐 효과를 이용한 배기가스 재순환에 관한 연구 (A Study on the Exhaust Gas Recirculation in a MILD Combustion Furnace by Using the Coanda Nozzle Effect)

  • 하지수;심성훈
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권12호
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    • pp.967-972
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    • 2013
  • 질소산화물 저감에 큰 효과가 있는 MILD 연소는 고온의 배기가스가 연소로내에 유입되는 양에 따라 질소산화물 저감 특성이 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 동심원관 형태의 MILD 연소로에서 바깥 원통의 배기가스 통로에서부터 안쪽 원통의 연소통로 사이에 연결관을 설치하고 배기가스를 유입하기 위해 coanda 노즐을 사용하였다. 이러한 coanda 노즐의 기하학적 형상 변화에 따라 고압공기 유량, 배기가스 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 최적의 coanda 노즐 형상을 도출하는 것을 본 연구의 목적으로 하였다. 본 연구의 전산 해석의 결과는 conada 노즐의 노즐 통로 간격이 0.5 mm, 노즐 각도 $4^{\circ}$, 노즐 확관 길이 146 mm일 때 최적의 유입량비가 되었고 노즐 통로 수직 길이는 유입량비에 무관하였다.

하이브리드 로켓 연소에서 연료액적의 발생과 저주파수 연소불안정 (Fuel Droplet Entrainment and Low Frequency Instability in Hybrid Rocket Combustion)

  • 김진아;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권7호
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    • pp.573-580
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    • 2021
  • 파라핀 왁스는 높은 후퇴율 때문에 하이브리드 로켓의 연료로 많은 각광을 받고 있다. 하지만 파라핀 연료의 연소에서도 비정상적인 저주파수 연소압력 진동이 관찰되고 있는데, 이는 연료 표면에 형성된 액체층과 액적의 유입과 관련이 있는 것으로 추론된다. 본 연구는 액적에 의한 추가적 연소와 저주파수 연소불안정 발생과의 관계를 분석하였다. 한편, 액적의 발생은 관성력과 액체의 표면장력의 비로 정의되는 We수(Weber Number)와 액체층의 Re수(Reynolds Number)에 따라 변화하는 것으로 알려져 있다. 따라서 일차적으로 실험실 규모의 로켓을 사용하여 We수에 따른 연소불안정의 발생여부를 관찰하였다. We수의 조절은 산화제 유량 변화를 통한 관성력의 변화와 LDPE(Low Density Polyethylene) 첨가에 의한 표면장력의 변화를 통해 시도하였다. 저주파수의 연소불안정의 발생은 특정한 We수 이상에서만 관찰되었고 임계 We수가 존재하는 것을 확인하였다.

The effect of the nozzle exit geometry on the flow characteristics of the free condensing jet

  • Jaewon Myeong;Seungwan Kim;Dehee Kim;Jongtae Kim;Weon Gyu Shin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권7호
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    • pp.2545-2556
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    • 2024
  • In the present study, we investigated the velocity distribution, temperature distribution and condensation characteristics of steam jet issuing from four different orifice nozzles with a Reynolds number of approximately 79,000 using the phase Doppler particle analyzer system and a K-type thermocouple. The steam jet discharged from the orifice nozzle has a wider jet width compared to pipe nozzle because of the vena-contracta which can enhance the mixing of steam jet with the ambient air. Therefore, the orifice jet showed less condensation due to its wideness, resulting in small velocity decay rate and large temperature decay rate due to momentum conservation and decreased latent heat release compared to pipe nozzle, respectively. Also, the wider jet width of the orifice jet resulted in larger velocity and temperature spread rate compared to the pipe jet. In addition, the increase in the aspect ratio of the orifice jet led to more condensation and larger velocity spread rate and temperature spread rate due to both the vena-contracta and axis-switching effect, resulting in the increase of jet entrainment.

난류유동 해석을 위한 νt-κ-γ 모델의 개발 (Development of νt-κ-γ Turbulence Model for Computation of Turbulent Flows)

  • 최원철;서영민;최상규;정명균
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제33권12호
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    • pp.1014-1021
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    • 2009
  • A new eddy viscosity equation was formulated from assumption of turbulence length scale equation and specific dissipation ratio equation. Then, a set of turbulence model equations for the turbulent kinetic energy ${\kappa}$, the viscosity ${\nu}_t$, and the intermittency factor ${\gamma}$ is proposed by considering the entrainment effect. Closure coefficients are determined by experimental data and resorting to numerical optimization. Present model has been applied to compute four representative cases of free shear flows and successfully compared with experimental data. In particular, the spreading rate, the centreline mean velocity and the profiles of intermittency are calculated with improved accuracy. Also, the proposed ${\nu}_t-{\kappa}-{\gamma}$ model was applied to channel flow by considering the wall effect and the results show good agreements with the Direct Numerical Simulation data.

적접분사 엔진의 유동장 및 분무특성에 미치는 선회비의 영향에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Simulation of Swirl Effect on the Flow Fields and Spray Characteristics in Direct Injection Engine)

  • 홍기배;김형섭;양희천;유홍선
    • 한국안전학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.120-129
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    • 1995
  • 직접분사엔진에서 기상과 분무액적간의 유동특성 및 분무특성에 미치는 선회비의 영향에 대하여 수치해석 하였다. 정적인 환경에서는 분무초기를 제외하고는 계산과 실험결과가 잘 일치하였다. 운전상태에서는 연료분사 기간동안 속도장의 영향이 증가하여 스쿼시유동의 중요성이 상대적으로 감소하였다. 선회비가 증가할수록 높은 난류에너지가 연소실내에 분포되며 분무액적이 확산되고 기상과의 상호작용이 강해져서 증발률이 증가하였다.

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