• 제목/요약/키워드: 동심이중관

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이중관 내부 나노유체의 강제대류에 관한 수치적 연구 (Numerical Study of Forced Convection Nanofluid in Double Pipe)

  • 임윤승;최훈기
    • 융합정보논문지
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    • 제9권12호
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    • pp.147-156
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    • 2019
  • 동심 이중관에서 기본유체 물과 나노입자 산화알미늄의 혼합인 나노유체를 적용한 대향유동을 유한체적법의 수치적 방법으로 열전달 특성을 규명하였다. 고온유체는 내부 원형관으로 흐르며 열을 외부 환형관으로 흐르는 저온유체로 전달한다. 고온유체와 저온유체의 체적유량 및 나노입자의 체적농도를 변수로 두어 열전달 및 유동 특성을 조사했다. 결과는 나노입자의 체적농도와 체적유량의 증가함에 따라 열전달 성능이 증가함을 보였다. 외부와 내부 관 모두에서 나노유체인 경우가 기본유체보다 나노입자의 체적농도가 8%일 때 나노유체가 열전달 성능이 최대 17% 증가하는 것을 확인했다. 또한 기본유체에 비해 환형관의 대류열전달 계수는 최대 31% 증가함을 보였으며 열교환기의 유용도는 약 20%가 상승함을 확인하였다. 하지만 나노입자의 체적농도가 8%일때 마찰인자가 최대 136% 커지는 것을 확인하였다.

양측벽면에 사각돌출형 거칠기가 있는 이중관내의 난류유동과 열전달 해석 (An Analysis of Fully Developed Turbulent Heat Transfer and Flow in an Annulus with the Square-Ribbed Roughness on Both Walls)

  • 안수환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제17권3호
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    • pp.33-41
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    • 1993
  • 양벽면 모두 사각돌출형조도요소가 설치된 동심 이중관내에서 생기는 비대칭 난류유동과 열전달 특성을, 열전달과 마찰계수에 미치는 조도의 합성효과를 조사하기 위해, 연구하였다. 이론해석에서는 한쪽면에 거칠기가 있는 평행평판의 유동에 대한 수정 플란틀 혼합길이(mixing length)이론의 난류 모델을 속도분포와 마찰계수를 구하는데 사용하였다. 최대속도지점에서 안쪽과 바깥쪽의 두 속도형상들은 힘의 평형에 의해 일치시켰다. 그리고 나서, 온도 분포와 열전달 계수를 계산하였다. 속도형성과 마찰계수들의 해석결과는 실험과 매우 잘 일치하였다. 마찰계수와 Nusselt number에 미치는 조도비, 조도에 대한 피치비, 그리고 반경비등과 같은 여러 변수들의 효과들을 조사하였다. 본 연구는 일정의 조도 요소들이 전체적 효율 측면에서 볼때 유리하게 열전달을 향상시킨다는 것을 증명하였다.

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양벽면에 거칠기가 있는 이중동심관내의 난류유동에 관한 연구 (A Study on the Turbulent Flow in Concentric Annuli with Both Rough Walls)

  • 안수환;정양범
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제18권3호
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    • pp.17-25
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    • 1994
  • Fully developed turbulent flow through three concentric annuli with both the rough inner and outer walls was experimentally investigated for a Reynolds number range Re = 15, 000 - 85, 000. Measurements were carried out for the pressure drop, the positions of zero shear stress and maximum velocity, and the velocity distributions in annuli of radius ratios, ${\alpha}$=0.26, 0.4 and 0.56, respectively. The experimental results showed that the positions of zero shear stress and maximum velocity were only weakly dependent on the Reynolds number.

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거칠기 위치에 따른 이중관 내의 난류유동 (Turbulent flow in annuli depending on the position of roughness)

  • 안수환;김경천
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권7호
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    • pp.891-899
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    • 1997
  • This paper presents the results of a detailed experimental examination of fully developed asymmetric flows between annular tubes with square-ribbed surface roughness. The main emphasis of the research has been on establishing the turbulence structure, particularly in the central region of the channel where the two dissimilar wall flows interact. Measurements have included profiles of time mean velocities, turbulence intensities, turbulent shear stresses, triple velocity correlations, skewness, and flatness. The region of greatest interaction is characterized by strong diffusional transport of turbulent shear stress and kinetic energy from rough toward the smooth wall region, giving rise to an appreciable separation between the planes of zero shear stresses depending on positions of roughness on the walls.

이중 동심관 유동에서 핵비등 시발점의 영향인자에 대한 실험적 연구 (An experimental study on the effect of parameters for onset of nucleate boiling in concentric annuli flows)

  • 송주한;김경천;이승홍;박주환;석호천
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.373-378
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    • 2000
  • An experimental investigation on the incipience of nucleate boiling in forced flow of water is performed as a verification and extension of previous analysis. The effects of the subcooling, Reynolds number and surface curvature on the onset of nucleate boiling(ONB) in a concentric annulus flow channel with smooth inner heating surface is investigated experimentaly. Through flow visualization, the boiling phenomenon was observed directly and the experimental results were examined to find ONB heat flux. The results show that the variation of heat flux at ONB is increased linearly as the Reynolds number and subcooling are increased. The effect of surface curvature is very great specially for a small radius when radius of the inner heating tube is increased, the heat flux at ONB is almost inversely increased for the range of this investigation. It is found that the effect of convex surface curvature on ONB heat flux is very significant for a small radius.

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양측벽면에 반복돌출형 거칠기가 있는 이중관통로내의 난류유동과 열전달 (Turbulent Flow and heat Transfer in the Annular Passage with Repeated-Ribbed Roughness on Both Walls)

  • 안수환;김덕현
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제20권1호
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    • pp.1-12
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    • 1996
  • The fully developed tubulent momentum and heat transfer induced by the square- ribbed roughness elements on both the inner and outer wall surfaces in the concentric annuli are studied analytically based on a modified turbulence model. Heat transfer coefficients for two conditions, i.e, a) inner wall heated as constant heat flux and outer wall insulated b) inner wall insulated and outer wall heated as constant heat flux, are investigated. The analytical results of the fluid flow are verified by experiment. The experiment is done with a pitot tube and a X-type hot wire anemometer to measure the time mean velocity profiles, zero shear stress positions, maximum velocity profiles and friction factors, and etc. The resulting momentum and heat transfer are discussed in terms of various parameters, such as the radius ratio, the relative roughness, the roughness density, Nusselt number and Prandtl number.

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양측벽면에 반복돌출형 거칠기가 있는 이중관통로내의 난류운동과 열전달 (Turbulent Flow and Heat Transfer in an Annular Passage with Repeated-Ribbed Roughness on Both Walls)

  • 안수환;이윤표
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권5호
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    • pp.26-36
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    • 1996
  • The fully developed turbulent momentum and heat transfer induced by the square-ribbed roughness elements on both the inner and outer wall surfaces in concentric annuli are studied analytically based on a modified turbulence model. The analytical results of the fuid flow are verified by experiment. The experiment is done with a pitot tube and a X-type hot wire anemometer to measure the time mean velocity profiles, zero shear stress positions, maximum velocity positions and friction factors, and etc. shown in Fig.1. The resulting momentum and heat transfer are discussed in terms of various parameters, such as the radius ratio, the relative roughness, the roughness density, Reynolds number, Nusselt bumber and Prand시 number. The study demonstrates that certain artificial roughness elements may be used to enhance heat transfer rates with advantage from the overall efficiency point of view by investigating turbulent flows and heat transfer in Fig.1.

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형상변화 에 의한 열교환기 의 열전달 성능 향상 (I) -이중 동심원관내에 와이어 부착시의 열전달 촉진에 대한 실험적 해석- (The Inprovement of the Heat Exchanger Performance by Shape Modification(I)-Experimental Analysis of the Heat Transfer Enhancement by Attached Wires in a Double Pipe Heat Exchanger-)

  • 노승탁;이택식;강신형;김진오
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.71-80
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    • 1985
  • 본 연구에서는 이중관 열교환기의 내관의 바깥 벽면에 반지 형태의 원형돌기 를 부착하여 굵기와 피치를 변화시키면서 압력손실과 열전달계수의 변화를 실험적으로 고찰하였다.

동심축 이중관 구조에서 유동기인진동 특성 고찰 (Investigation of FIV Characteristics on a Coaxial Double-tube Structure)

  • 송기남;김용완;박상철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권10호
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    • pp.1108-1118
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    • 2009
  • A Very High Temperature Gas Cooled Reactor (VHTR) has been selected as a high energy heat source of the order of $950^{\circ}C$ for nuclear hydrogen generation, which can produce hydrogen from water or natural gas. A primary hot gas duct (HGD) as a coaxial double-tube type cross vessel is a key component connecting a reactor pressure vessel and an intermediate heat exchanger in the VHTR. In this study, a structural sizing methodology for the primary HGD of the VHTR is suggested in order to modulate a flow-induced vibration (FIV). And as an example, a structural sizing of the horizontal HGD with a coaxial double-tube structure was carried out using the suggested method. These activities include a decision of the geometric dimensions, a selection of the material, and an evaluation of the strength of the coaxial double-tube type cross vessel components. Also in order to compare the FIV characteristics of the proposed design cases, a fluid-structure interaction (FSI) analysis was carried out using the ADINA code.

원통형 진동자 내부의 이중관 중심에서의 음압해석 (An analysis of acoustic pressure in the center of double pipe inside of a cylindrical vibrator)

  • 김정순;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.165-171
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    • 2017
  • 유체로 채워진 원통형 압전진동자 내부에서 중심축으로 집속되는 음파에 대해 진동자 내부에 삽입된 동심원의 고체튜브가 음장분포에 미치는 영향을 해석하였다. 원통형 압전진동자의 내부로부터 방사된 음파는 유체매질을 지나 고체튜브의 벽면에서 반사 및 투과를 하여 중심축에 집속된다. 이때 고체튜브의 음향임피던스 및 두께 등에 의해 중심에 집속되는 음장 분포가 변한다. 이를 이론적으로 해석하기 위하여 각 매질에 대한 전달행렬을 도출하였고 이를 적용하여 중심축에서의 음압수준을 이론적으로 해석하였다. 여러 가지 두께를 갖는 아크릴 튜브에 대해서 중심축 상에서 측정한 음압수준의 변화는 이론해석의 결과와 잘 일치하였으며 중심에 형성되는 음압은 고체튜브의 두께에 따라 매우 민감하게 변화함을 확인하였다.