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.
The oxygen transfer coefficient was not significantly affected by either flow pattern, initial bubble size or the wastes present in the water studied. Surface active substances in the water did however influence the transition from bubble to slug flow. Airlift with length to diameter ratios less than 50 suffered from considerable losses in efficiency. When properly designed, airlift pumping efficiencies were comparable to those of conventional centrifugal pumps and the oxygen transfer efficiency were as high as or higher than those of diffused aeration systems.
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.
In this study, the Dilution Method is used to measure river discharge through the hydraulic model test. the dilution method is divided into Constant-Rate-Infection Method and Slug-Injection Method in the river discharge measurement techniques. When the dilution method is applied in the hydraulic model flume, it is analyzed that the estimated error of constant-rate-injection method is less than that of the slug-in-jection method, and the result shows that floodflow analysis is more efficient than lowflow analysis as compared observed discharge with calculated discharge. The result of statistical error analysis shows that the constant-rate-injection method is appropriate technique for the measurement of the river discharge. Therefore, the dilution method among the river discharge measurement techniques can be applied for the river basin which can't be measured with current meter or unsteady-flow regime in the urban-small drainage or hydraulic structure equipment area and can be obtained more exact results than any other discharge measurement techniques.
Converging flows of a gas and a liquid at a microchannel cross junction, under proper conditions, can result in the formation of periodic, dispersed microslugs. This microslug formation phenomenon has been proposed as the basis for a fuel injection system in a novel, 'discrete' monopropellant microthruster designed for use in next-generation miniaturized satellites. Previous experimental studies demonstrated the ability to generate fuel slugs with characteristics commensurate with the intended application during steady-state operation. In this work, numerical and experimental techniques are used to study the effect of valve actuation on slug characteristics, and the results are used to compare with equivalent steady-state slugs. Computational simulations of a valve with a 1 ms valve-actuation cycle show that as the ratio of the response time of the valve to the fully open time is increased, transient effects can increase slug length by up to 17%. The simulations also demonstrate that the effect of the valve is largely independent of surface tension coefficient, which is the thermophysical parameter most responsible for slug formation characteristics. Flow visualization experiments performed using a miniature valve with a 20 ms response time showed less than a 1% change in the length of slugs formed during the actuation cycle. The results of this study indicate that impulse bit and thrust calculations can discount transient effects for slower valves, but as valve technology improves transient effects may become more significant.
국내 일반폐기물 매립지의 경우 함수비가 높은 쓰레기의 특성으로 인하여 매립지 내부에 누적수위가 발생하는 경우가 많고 따라서 매립된 복토재와 쓰레기의 수리특성의 파악은 매우 중요하다. 폐기물 매립지의 설계시공 과정에서 매립지 하부차수재와 주변지반의 수리특성에 대해서는 많은 지반조사와 연구가 되어있으나 매립지내부 쓰레기와 복토재의 수리적특성 및 흐름거동에 대한 조사 및 해석은 국내외적으로 되어있지 않다. 본 논문에서는 국내 대표적 폐기물 매립지에 대한 현장 지반조사로부터 쓰레기와 복토재의 지반공학적 특성을 파악하고 양수시험(pumping test)과 순간충격시험(slug test)을 이용하여 매립된 쓰레기와 복토재의 수리특성을 파악하였다. 현장지반조사 결과 매립된 쓰레기의 다짐정도는 실내시험의 최대 단위중량 값을 상회하는 것으로 나타났으며 쓰레기에 의하여 덮여진 중간 저투수성 복토재는 침출수와 가스의 수직 흐름을 방해하고 있는 것으로 보여진다. 현장 양수시험과 순간충격시험의 투수계수는 상호간에 잘 일치하고 문헌에서 나타난 잘 다져진 쓰레기의 투수계수 범위에 있는 것으로 나타났다.
순간변위시험(Slug test)을 통해 대수층의 투수계수를 구할 때, 시험결과 해석에 적용하는 line-fitting법 중 가장 일반적인 방법이 Bouwer and Rice법이다. Bouwer and Rice법을 적용하여 압축성이 크고 벽체의 두께가 얇은 연직차수벽의 투수계수를 산정할 때는 세심한 주의가 필요하다. 그리고 연직 차수벽과 주변 지반 사이에 형성된 상대적으로 투수성이 낮은 영역, 즉 필터케이크(Filter cake)는 Bouwer and Rice법을 연직차수벽의 투수계수 산정시, 이 방법을 직접적용하기 어렵게 만든다. 본 논문에서는 기존의 Bouwer and Rice법의 한계를 극복하기 위해서 유선망 개념을 도입한 수정 Bouwer and Rice법을 제안하였다. 수정된 Bouwer and Rice법은 연직차수벽의 투수계수를 산정할 때 필터케이크를 포함한 연직차수벽의 기하학적 조건을 효율적으로 반영할 수 있도록 한다. 또한, 수정 Bouwer and Rice법의 적용성을 검증하기 위한 사례 연구가 본 논문에서 수행되었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제27권3호
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pp.460-465
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2003
Microgravity experiments were conducted to determine the effect of liquid and gas superficial velocities on flow behaviors. Flow behaviors observed under microgravity conditions can be classified into five flow patterns: bubble. Taylor bubble, slug, semi-annular and annular flows. Transition boundary between four flow patterns could be determined by drift-flux model. It was also found that the effect of gravity and pipe inclination on flow pattern transition was not significant in the inertia dominant region.
Thermal performance and flow patterns inside the closed loop pulsating heat pipe (CLPHP) were experimentally investigated. For investigating the effect of working fluids, CLPHP was filled with various working fluids including methanol, acetone and ethanol. The thermal resistance was calculated by temperatures in evaporator and condenser and flow patterns were visualized by a digital camera. The thermal resistances for all fluids were decreased as the heat increases. Flow patterns change from static slug to elongated slug flows, bulk circulation and annular flows as the heat increases. Dry-out occurs after annular flows. For reasonable comparison of thermal performances, normalized CHF, Kutateladze number (Ku), was compared. Even though ethanol has smallest CHF, Ku of ethanol is similar with that of methanol. In addition, acetone has the highest Ku that means CLPHP with acetone provides the higher thermal performance compared with CLPHP with other fluids.
A total of 17 experimental data for the onset of slugging, which is assumed to be the precursor of the condensation-induced waterhammer (CIWH), have been obtained for various How rates of water Incorporating the most recent correlations of interfacial heat transfer and friction factor developed for a circular geometry and using an improved criterion of transition from stratified to a slug flow, two existing analytical models to predict lower and upper bounds for CIWH have been upgraded. Applicability of the present as well as existing CIWH models has been tested by comparison with two sets of CIWH data. The result of this comparison shows that the applicability of the present as well as existing models is reasonably good. Based on the present models for CIWH, a computer code entitled as“KAIST-CIWH”has been developed and sample guide charts to find CIWH free regions for a given combination of major flow parameters in a long horizontal pipe have been presented along with the results of parametric studies of major parameters (D, P, $T_{f,in}$, and L/D) on the critical inlet water flow rate($W_{f,in}_crit$ for both lower and upper bounds. In addition, two simple formulas for lower and upper bounds that can be used in an emergency for quick results have been presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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