• 제목/요약/키워드: 분무분열

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고압환경에서 스월 인젝터의 분무 및 분열특성 (Spray Breakup Characteristics of a Swirl Injector in High Pressure Environments)

  • 김동준;윤영빈;임지혁;길태옥;한풍규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.97-104
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    • 2006
  • 분사조건과 주위기체 압력에 따라 스월 인젝터의 분무각과 분열길이를 측정함으로써, 스월 인젝터의 분무 및 분열특성에 대한 연구를 수행하였다. 분사조건으로 축방향 We 수(Wel)를 1554까지 주위기체 압력을 4.0MPa까지 증가시켰다. Wel과 주위기체 밀도(ρ)가 증가함에 따라 공기역학적 힘이 증가하여 원추형 액막 표면의 교란이 증가하게 되고, 따라서 분열이 빨리 일어난다. 결과에 따르면 주위기체 밀도에 따른 분무각의 변화가 분열이 일어나기 전과 후가 다르게 나타났다. 분열이전에는 분무각이 주위기체 밀도 변화에 관계없이 거의 일정하였으나, 분열이 일어나게 되면 분무각이 감소하게 된다. 또한 측정된 분열길이를 선형불안정이론과 비교해 보았는데, 액막두께의 감쇠를 고려한 수정된 이론이 측정결과와 상당히 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

디젤분무의 분열과정에 대한 수치해석 연구 (Numerical Study of Breakup Process of Diesel Spray)

  • 염정국;정우성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권12호
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    • pp.1489-1495
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    • 2013
  • 유체의 고압유동은 여러 산업현장에 활용되고, 특히 그 중 내연기관의 연료분사 인젝터가 대표적이며 디젤엔진의 커먼레일 시스템의 경우 1000bar 이상의 압력이 사용된다. 이와 같이 고속으로 분출되는 유체유동의 경우, 노즐을 통해 분사되는 고속의 유체는 주위기체와의 상호작용으로 분열과정을 거치게 된다. 이 분열과정은 연소실 혼합기형성기과정에 영향을 주게 되며, 그 결과 엔진의 연소상태에 까지 영향을 미치게 된다. 따라서 연료분무의 분열과정에 대한 해석은 중요하며, 본 연구에서는 연료분무의 분열을 위한 수치해석 서브모델로 Reitz&Diwakar 및 CAB(Cascade atomization and breakup)모델을 사용하였다. 본 연구의 목적은 분사된 분무의 분열과정의 정확한 해석이며, 분사연료의 분열발생 형태의 빈도 등을 조사하였다. 결과로서 본 연구는 상용 CFD 프로그램(CFX)을 이용하여 디젤분무의 분열과정해석을 위한 적합한 분열모델을 제안한다.

준3차원적 공간분포 계측에 의한 액체추력기 인젝터 연료분무의 분열 및 확산 거동에 관한 연구 (A Study on the Disintegration and Spreading Behavior of Fuel-spray Emanating from a Liquid-thruster Injector by Pseudo-3D Spatial Distribution Measurement)

  • 김진석;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.9-17
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    • 2008
  • 액체추진제 추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 분열과 확산거동을 파악하기 위해 이중모드 위상 도플러속도계(DPDA)를 사용하여 분무액적의 준3차원적 공간분포를 계측하고 도시한다. 분무는 27.6 bar의 분사압력 조건에서 길이-직경비가 1.67인 노즐 오리피스로부터 지면에 수직으로 분사된다. 분무 액적의 수직 및 수평방향 평균속도, SMD, 그리고 체적유속은 분무의 상류/중심에서 하류/외곽으로 이동함에 따라 분무분열에 의해 그 크기가 감소한다. 분무특성 인자들의 대칭적 분포 경향에도 불구하고 그들의 절대값은 노즐 오리피스 중심축을 기준으로 대칭이 아니다.

액체추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 분열 및 확산 거동 (Disintegration and Spreading Behavior of the Spray emanating from a Liquid-thruster Injector)

  • 김진석;정훈;김정수;김성초;박정
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.113-116
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    • 2008
  • 액체추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 분열과 확산거동을 파악하기 위해 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)를 사용하여 분무액적의 준3차원적 공간분포를 계측하고 도시한다. 분무는 27.6 bar의 분사압력 조건에서 길이-직경비가 1.67인 노즐 오리피스로부터 지면에 수직으로 분사된다. 분무액적의 수직 및 수평방향 평균속도, AMD, SMD, 그리고 부피플럭스는 분무의 상류/중심에서 하류/외곽으로 이동함에 따라 분무분열에 의해 그 크기가 감소한다.

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선형분무노즐로부터 분무되는 에폭시계 도료의 분열기구에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Breakup Mode of Epoxy Paint Discharging from a Fan Spray Nozzle)

  • 강승익;이상용;안상모;류성욱
    • 한국분무공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.138-145
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    • 2007
  • In the present work, the breakup mechanism of highly viscous epoxy paints discharged from a fan spray nozzle was examined experimentally. The paints tested were non-Newtonian fluids, composed of epoxy resin, solid particles and other additives. The paint spray discharged from the nozzle was visualized and recorded using a digital camera with back illumination. Due to presence of the solid particles, perforation of liquid sheet was observed in most cases, even at low-Reynolds number conditions (Re < 15,000) where the aerodynamic-wave breakup mode is used to be dominant for pure liquids. However, with the increase of the particle concentration, the sheet became longer and the thickness at breakup became thinner to some extent. This is because, with higher concentration of solid particles, the stabilizing effect by the viscosity increase predominates over the destabilizing effect by perforation.

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아음속 수직분사제트에서의 가진 분무의 분무 특성연구 (Penetration and Breakup Characteristics of Pulsed Liquid Jets in Subsonic Crossflowse)

  • 김진기;송진관;김민기;황용석;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.83-88
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    • 2007
  • 횡단류 아음속 유동장에서 연료의 가진 수직 분사 시 나타나는 액적영역의 분무특성에 대하여 고속 카메라 촬영기법을 통하여 분석하였다. 본 연구의 목적은 정상 분무와 가진 분무의 분열길이 및 궤적을 관찰하고 가진 분무의 주파수 크기가 커지는 영향이 분무특성에 미치는 영향을 확인하는 것이다. 실험을 통하여 정상 분무와 가진 분무의 궤적과 분열길이가 차이를 연구하였다.

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액체 분무의 벽면 충돌분무에 의한 액적 비산 (Droplets Splash Related with a Wall Impingement of Liquid Jet)

  • 김영일
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.5-11
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    • 2004
  • 벽면에 충돌하는 액체 분무의 충돌 거동과 액적 비산에 관하여 실험을 통하여 조사하였다. 액체 분무는 홀노즐에 의해 직경 40mm의 충돌판에 분사하게 된다. 액체 분무는 반경방향으로 퍼져나가 5개의 영역으로 분류되어 나타내게 된다. 난류 혹은 층류 분무의 경우, 충돌판에 충돌한 후 두꺼운 액막을 형성하게 되며, 이러한 상태에서 충돌하는 분무의 비산량은 매우 적으며 충돌 거리에 영향을 받지 않는다. 한편, 파동이 있는 분무의 충돌은 수력도약(Hydraulic jump)과 함께 반경방향으로 엷은 액막을 형성하게 되며 비산율도 증가하게 된다. 액체분무의 초속도가 증가하면 비산율도 증가하게 된다. 분열이 일어난 후에 충돌하는 파동 분무의 비산율은 분열이 일어나기 전에 비해 약 2~3배 정도 크게 나타난다. 비산율은 웨버수(Weber number)를 이용하여 요약할 수가 있다.

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아음속 수직분사제트에서 분사각도 영향에 대한 분무특성 연구 (Effects of Angled Injection on the Spray Characteristics of Liquid Jets in Subsonic Crossflow)

  • 김민기;송진관;이장수;윤영빈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.166-174
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    • 2009
  • 본 연구에서는 횡단류 아음속유동장에서 연료가 여러 분사각도를 가지고 수직 분무시 나타나는 액주영역의 궤적과 분열지점에 관한 연구를 수행하였다. 직접 사진촬영 방법과 평면레이저유도형광(PLLIF) 기법으로 정방향 분사각도의 분무에서 액주영역의 궤적식과 분열지점까지의 거리에 대한 경험식을 도출하여 기존 연구결과와 비교 분석하고 대향분사의 액주 궤적식과 분열지점까지의 거리에 대한 경험식을 도출하였다. 실험을 통하여 액주영역의 궤적과 분열지점까지의 거리는 분사차압, 공기의 유속, 인젝터 지름 크기, 분사각도에 의하여 결정됨을 확인하였다.

회전연료 분사시스템의 분열과정 (Disintegration Process of the Rotating Fuel Injector)

  • 장성호;이동훈;유경원;최성만
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.171-174
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    • 2008
  • 소형 회전연료 분사장치의 분열과정 특성을 연구하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 이러한 분열과정의 특성을 이해하기 위해 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)시스템을 사용하여 분무입자의 크기와 속도를 측정하였다. 또한 Nd-Yag Laser를 광원으로 사용하여 분무를 가시화하였다. 실험결과 Injection Orifice로부터 생성된 액주는 회전수에 의해 지배되고, SMD(Sauter Mean Diameter)와 분무특성은 Injection Orifice의 직경에 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

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