Guodong Qin;Yong Cheng;Aihong Ji;Hongtao Pan;Yang Yang;Zhixin Yao;Yuntao Song
Nuclear Engineering and Technology
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v.56
no.2
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pp.498-505
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2024
In this paper, a cable-driven endoscopic manipulator (CEM) is designed for the Chinese latest compact fusion reactor. The whole CEM arm is more than 3000 mm long and includes end vision tools, an endoscopic manipulator/control system, a feeding system, a drag chain system, support systems, a neutron shield door, etc. It can cover a range of ±45° of the vacuum chamber by working in a wrap-around mode, etc., to meet the need for observation at any position and angle. By placing all drive motors in the end drive box via a cable drive, cooling, and radiation protection of the entire robot can be facilitated. To address the CEM motion control problem, a discrete trajectory tracking method is proposed. By restricting each joint of the CEM to the target curve through segmental fitting, the trajectory tracking control is completed. To avoid the joint rotation angle overrun, a joint limit rotation angle optimization method is proposed based on the equivalent rod length principle. Finally, the CEM simulation system is established. The rationality of the structure design and the effectiveness of the motion control algorithm are verified by the simulation.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.27
no.6
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pp.300-306
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2015
For an asymmetric scroll compressor for heat pump application, a numerical simulation was carried out to investigate the effects of injection port design on the compressor's performance under gas injection. To validate the simulation, the numerical results were compared with experimental results obtained from a scroll compressor with a base injection port design. There was good agreement between simulation and experimental results, with around a 1% difference in the injection mass flow rate when the injection pressure was below $12kgf/cm^2A$ for the heating mode. Various injection port angular positions were numerically tested to yield better injection performance. The largest improvement in heating capacity was obtained at angles of $240^{\circ}$ and $200^{\circ}$ inward from the scroll wrap end angle for low-temperature and standard heating conditions, respectively, while the maximum COP improvement was at $365^{\circ}$ and $280^{\circ}$, respectively. A considerable improvement in cooling capacity was also found at the injection port angle of $240^{\circ}$.
The performance of screw air compressor is affected by rotor profile, lobe number, air end wrap angle, rotor L/D ratio, suction and discharge ports, revolutions of air end and load regulation control, etc. In general, an efficient screw compressor needs a rotor profile of which has a large flow cross-section area, short sealing lines and a small blow-hole. In this study, experimental study was performed with newly designed $5{\times}6$ rotor profile and various shapes of air end. Results show that the measured specific power consumption of the newly designed screw compressor appeared to be lower than any other published data for the equivalent screw compressors manufactured.
Kim, Yeon-Su;Park, Sung-Hyuk;Choi, Boo-Hee;Choi, Sang-Hoon
Proceedings of the KSME Conference
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2001.06c
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pp.485-491
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2001
This paper describes the development of simulation program which is able to design cutter profiles and 3-dimensional geometry for rotors in screw compressor. Based on the symmetric rotor profiles developed previously, cutters are designed and 3-dimensional geometries of rotors are generated used by simulation program. Symmetric rotors are manufactured by a universal milling machine, and surface geometries of them are measured by a 3-dimension scanner. It is shown that simulation program developed is useful to design cutter for rotor manufacturing and to generate the 3-dimensional helicoid geometry of rotor in screw compressor.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.32
no.8
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pp.673-680
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2015
A roll-to-roll (R2R) continuous manufacturing system for a carbon-nanotube (CNT)-/silver-nanowire (AgNW)- based large-area transparent conductive film was introduced in this study. The systemic guidelines of the R2R slot-die coating process including roll eccentricity, wrap angle, pump accuracy, and blower influence were discussed. To simulate the coating phenomenon, we investigated the governing parameters of the coating process by incorporating the estimated relative thickness that was defined by combining the viscocapillary model and volume model. By using experimental and mathematical approaches, an excellent transparent conductive layer with a $40{\Omega}/{\Box}$ sheet resistance and 88 % transmittance was obtained; moreover, a dimensionless number identifies the correlation between the transparent conductive film and the anti-reflection film.
Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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2002.11a
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pp.81-90
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2002
Air entrainment of a winding roll with a nip roller was studied numerically. The amount of air entrainment between two rotating rollers was obtained by solving lubrication equation, Reynolds equation, which neglect the existence of a web. However, the numerical model of this study included the web existence, therefore it considered the two lubricating air films between a winding roll and a web and also between a nip roller and the web. The pressure profiles and gap profiles of the two films were obtained by solving lubrication equation for the two air films and force balance equation of the web. Ballooning phenomenon was examined in terms of nip force, wrap angle, web stiffness, web speed, and web tension. This ballooning phenomenon caused by the back flow of the air film blocked by the nip roller. Air entrainment of the two numerical models was compared.
In the present study, the compression process in scroll compressor was simulated in consideration of flow leakage and heat transfer. Tangential and radial leakages of the refrigerant between the scrolls were considered as nozzle flow. The experiment was first conducted with a scroll compressor for automobile air conditioning system and R134a as a refrigerant. Temperature and pressure were measured at the suction and discharge ports of the compressor to determine the thermodynamic states of the refrigerant flow. Temperature distribution of the scroll with the involute angle was also measured by thermocouples that were installed inside the scroll. Measured temperature distribution was compared with the numerical results. From this result, the thermal effect of mechanical contact was found to be important in heat transfer of the compression process.
We designed the cutter profile for symmetric screw rotor and did vibration experiment of screw rotor manufactured by the designed cutter profile. The results of this study are summarized as follows. (1) We designed the cutter profile of screw rotor (4-6)(5-6) by using numerical analysis program. (2) The maximum amplitude and variation of amplitude of 5-6 profile rotor are about 30 - 36.7% and 10 - 25% smaller than those of 4-6 profile rotor, respectively. (3) As the angular velocity of rotor changes from 100 to 300 rpm, the vibration of X, Y axis in driving shaft of 5-6 profile rotor is about 10 - 20% smaller than that of 4-6 profile rotor.
Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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v.18
no.4
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pp.415-422
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2015
The flow field structures of dual jet-in-cross-flow were examined experimentally for in-lined perforated damage holes configuration using particle image velocimetry. Ensemble averaged in-plane velocity and vorticity data in the jet were determined to study the mean jet structure. Jets are formed by pressure differences between upper and lower airfoil surface. The flow structure of vicinity of the thru holes consist of a vortical structure that wrap around the jets like a horseshoe and develop further downstream through a pair of stream-wise vortices. The shape, size and location of the horseshoe vortex were found to be dependent on the angle of attack. In spite of the existence of battle damage holes, the effect on the control force was insignificant when the damage size was not large enough.
Kim, Tae-Yoon;Lee, Jae-Young;Lee, Dong-Kyun;Kim, Youn-Jea
Proceedings of the KSR Conference
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2009.05b
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pp.585-592
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2009
The performance of screw compressor depends on lots of design parameters of rotor profile, such as length of seal line, wrap angle, blow hole, suction and discharge port size, number of rotor lobe, etc. The optimum rotor profile makes it possible to increase the compression efficiency with low energy consumption, and to minimize the loss of power. In this research, a new rotor profile design and performance analysis are done by computer simulation. It is expected that the volumetric efficiency is improved because the internal leakage is reduced due to the minimization of blow hole and clearance, and the stiffness of rotors is increased due to the reduction of length to diameter ratio. Also, the specific power consumption will be secured for use ranging from low to high operation speed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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