• 제목/요약/키워드: 비정상 분무특성

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상변화를 동반한 액상분무의 거동 특성에 관한 기초 연구 (Basic study on the Behavior Characteristics of Liquid-phase Spray with Phase Change)

  • 염정국
    • 동력기계공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.5-11
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    • 2010
  • 분사연료의 혼합기형성과정 최적화를 통한 연소제어 기술은 디젤기관의 기관운전 및 배기특성을 향상시키기 위하여 매우 중요하다. 또한 분무의 혼합기형성 최적화를 위해서는 분사된 연료와 주위기체와의 혼합과정에 영향을 미치는 분무내부의 유동특성에 대한 연구는 필수 불가결하다. 따라서 본 연구에서는 고온 고압의 증발장에서 분무의 액상 거동에 주목하고, 그 거동특성을 통하여 증발디젤분무의 혼합기형성을 해석한다. 비정상 증발분무의 중심축에 레이저 시트광을 입사한 후, 액상분무 액적의 Mie 산란광에 의한 2차원 화상을 획득하여 증발분무 액상의 속도분포 및 와도(vorticity) 등을 구하였다. 분무의 속도분포 및 와도는 2차원 화상에 PIV법을 적용하여 계산하였다. 그림 1에 본 연구에서 구한 속도분포의 일례를 보인다. 본 연구의 결과로 상변화를 동반하는 비정상 증발장에서 구한 분무액상의 거동 특성은 상변화가 일어나지 않는 비증발장에 있어서의 분무거동특성과 유사함을 확인하였다.

PFI용 2홀 2분무 인젝터의 비정상 분무 특성 (Unsteady spray characteristics of two-holes two-sprays type injectorin PFI gasoline engine)

  • 김범준;이재호;조대진;윤석주
    • 한국분무공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.43-52
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    • 2005
  • The effect of fuel injection spray on engine performance has been known as one of the major concerns for improving fuel economy and reducing emissions. In general, reducing the spray droplet size could prevent HC emission in gasoline engine. As far as PFI (Port Fuel Injection) gasoline engine is concerned, the mixture of air and fuel may not be uniform under a certain condition, because breakup and production of spray droplets are made in a short distance between the fuel injector and intake valve. This study, by constituting PFI gasoline spray system, was performed to study the transient spray characteristics and dynamic behavior of droplets from 2hole 2spray type injector used in DOHC gasoline engine. Mean droplet size and optical concentration in accordance with various conditions were measured by LDPA and CCD camera. Through this study, the variation of drop size and optical concentration could be used for understanding the behavior of unsteady spray was declared and the existing the small droplets between each pulse spray could be estimated caused to the development of wall film was conformed.

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액적변동을 고려한 액체로켓의 연소실 내 비정상 분무연소 해석 (Spray Combustion Analysis for Unsteady State in Combustion Chamber of Liquid Rocket Engine Considering Droplet Fluctuation)

  • 정대권;노태성
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.175-178
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    • 2006
  • 인젝터의 특성을 고려한 분무연소 현상을 해석하기 위하여 연소실에 주입되는 연료와 산화제의 액적에 변동을 가해 연소실내 분무연소 현상을 수치적으로 해석하였다. 2차원 비정상 상태의 유동장을 QUICK Scheme과 SIMPLER Algorithm을 사용하여 계산하였고, 분무모델로는 DSF 모델과 Euler-Lagrange방법을 사용하였다. 연료와 산화제의 액적 변동은 사인 함수를 이용하여 모델링 하였고, 액적과 가스상의 커플효과와 가스상과 증발된 기체상의 커플효과는 PSIC 모델을 사용하여 계산하였다.

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LPG 연료의 직접 분사를 위한 핀틀타입 인젝터의 비정상 분무 특성에 관한 수치해석 (A Computation study on Characteristics of Transient Injection of Pintle-type Injector for Direct Injection of LPG)

  • 최성훈;황상순
    • 한국분무공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.15-23
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    • 1999
  • The use of LPG as clean fuel for Diesel engine is very attractive way to reduce soot and NOx emission. In this study, a numerical study has been done to know the transient behavior of LPG fuel in chamber pressures which is held at a pressure above (0.37MPa)and below(0.15MPa)the fuel vapor pressure. Results show that the vortex formed within the start of injection at the leading edge of the spray cone and was most apparent for 0.15MPa chamber pressure case. The high speed photographs and model results showed a narrower cone angle during the quasi-steady spray period at the 0.37MPa chamber pressure compared to the 0.15MPa case. And it can be shown that more realistic vaporization process is necessary to predict the spray length well.

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액체 연료 추진기관의 연소 불안정 해석

  • 김용모;유용욱
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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    • pp.8-8
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    • 1998
  • 액체 추진제를 사용하는 연소기관내의 연소 불안정 현상에 대하여 수치적인 해석을 수행하였다 비정상 다차원 다상 유동장에 대한 Eulerian-Lagrangian 방법에 기반을 두고 수학적으로 모델 하였으며 속도-압력-밀도에 대한 결합메커니즘은 개선된 PISO 알고리즘을 사용하여 처리하였다. 연소실의 기하학적 형상 및 추진제의 분무조건이 액체 연료 추진기관의 연소 불안정 현상에 미치는 영향을 체계적으로 해석하였으며 액체 추진제의 증발 특성이 연소 불안정 현상의 Driving Mechanism에 미치는 영향을 상세히 분석하였다.

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PEI용 가솔린 인젝터의 비정상 간헐 분무 특성 (Unsteady Intermittent Spray Characteristics of PEI Gasoline Injector)

  • 김범준;이재호;조대진;윤석주
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.64-74
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    • 2005
  • The effect of fuel injection spray on engine performance has been known as one of the major concerns for improving fuel economy and reducing emissions. In general, reducing the spray droplet size could prevent HC emission in gasoline engine. As far as PFI gasoline engine is concerned, the mixture of air and fuel may not be uniform under a certain condition, because breakup and production of spray droplets are made in a short distance between the fuel injector and intake valve. This study, by constituting PFI gasoline spray system, was performed to study the transient spray characteristics and dynamic behavior of droplets from two-holes two-sprays type injector used in DOHC gasoline engine. Mean droplet size and optical concentration in accordance with various conditions were measured by LDPA and CCD camera. Through this study, the variation of drop size and optical concentration could be used for understanding the behavior of unsteady spray was declared and the existing the small droplets between each pulse spray could be estimated caused to the development of wall film was conformed.

커피 생두 추출물을 이용한 분무건조 분말의 제조 및 물리화학적 품질특성 (Spray-Dried Powder Preparation and Physicochemical Properties of Green Coffee Bean Extracts)

  • 김주현;홍주헌
    • 한국키틴키토산학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.234-243
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    • 2018
  • 본 연구에서는 커피 생두의 활용성 증대 및 기능성 식품 소재로 개발하기 위하여 커피 생두를 80% 에탄올로 추출한 후 동결건조 및 분무건조를 실시하여 분말의 물리화학적 품질특성을 조사하였다. 수율은 동결건조 분말이 91.46%로 분무건조 분말(71.63~87.98%)보다 높았으며, 수분함량은 사이클로 덱스트린을 10% 첨가한 분무건조분말에서 1.39%로가장 낮은 함량을 나타내었다. 분무건조 분말의 색도는 동결건조 분말에 비해 L값, a값 및 b값이 전체적으로 증가하였으며, 입자크기는 사이클로덱스트린을 10% 첨가한 분무건조 분말에서 $54.23{\mu}m$로 가장 작게 나타났다. 수분흡수지수 및 수분용해 지수는 사이클로덱스트린을 10% 첨가한 분무건조 분말이 각각 0.51 및 90.07%를 나타내었다. 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량은 사이클로덱스트린을 10% 첨가한 분무건조 분말이 20.67 g/100 g 및 8.92 g/100 g을 나타내었으며, chlorogenic acid 함량은 사이클로덱스트린을 10% 첨가한 분무건조 분말에서 12.04 g/100 g을 나타내었다. 분무건조 분말의 DPPH 및 superoxide radical 소거활성은 사이클로덱스트린을 10% 첨가한 분무건조 분말 $1,000{\mu}g/mL$ 농도에서 각각 88.02% 및 86.89%를 나타내 가장 우수하였다. 폐 정상세포인 L-132 세포에 커피 생두 추출물 분무건조 분말을 처리하여 세포 사멸에 대한 보호효과를 측정한 결과, 모든 시료에서 농도의존적으로 세포생존률이 증가하였으며, 특히 사이클로덱스트린을 10% 첨가한 분무건조 분말에서 87.33%로 세포 활성이 증가하여 우수한 세포 보호효과를 확인하였다.

오리피스 형상에 따른 단공노즐 액체제트의 유동특성 (Effect of Orifice Geometry on Flow Characteristics of Liquid Jet from Single Hole Nozzle)

  • 송윤호;황동현;안규복
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.19-28
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    • 2017
  • 본 연구에서는 원형 노즐과 타원형 노즐을 이용하여 공동현상과 수력튀김 현상이 유동특성에 어떠한 영향을 미치는지 파악하고자 하였다. 이를 위해 오리피스 길이 대 직경비(L/d)와 타원형 노즐의 종횡비(a/b)가 서로 다른 분사기들을 제작하여 분무실험을 수행하였다. 분사압력 증가에 따라 공동현상이 발생할 경우 유량계수가 서서히 감소하였으나 수력튀김 영역에서는 유량계수가 급격히 떨어진 후 일정한 값을 유지함을 확인하였다. 하지만 타원형 노즐에서 장축지름(a)과 단축지름(b) 대비 오리피스 길이의 비인 L/b가 8 이상, L/a가 8 이하인 경우, 유량계수 및 액체제트 형상은 기존의 원형 노즐과는 상당히 다른 결과를 나타내었다. 정상유동 상태인 경우 타원형 노즐에서 분사된 액주는 원형 노즐과는 달리 하류로 가면서 장축에서는 분무각이 감소하였으며 단축에서는 분무각이 커지는 모습을 보였다.

Butane 및 propane의 비정상 난류 제트 특성에 관한 연구 (A study on Behavior of Turbulent Transient Jets with Butane and Propane)

  • 이범호;송학현;조승환;홍성태;이대엽;이태우
    • 한국분무공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.74-82
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    • 2010
  • In order to understand the behavior of transient gaseous injection used in an LPG (Liquefied Petroleum Gas) engine, turbulent incompressible transient jets with butane and propane were measured and analyzed at pressures of 1.5 bar and 2.0 bar with injector diameters of 3 mm and 5 mm. Mie-scattering method with a tracer was used, and images were processed to investigate the behavior of butane and propane jets. Distances from the nozzle to transition region were measured as $L_e/d_{inj}$=4.35~19.4, where $L_e$ and $d_{inj}$ indicate respectively a distance from nozzle to transition point and nozzle diameter. Slits and tubes around jet at near-field were introduced to measure the effect of entrainment and the diameter of jet, which revealed that the entrainment of surrounding air is significant for developing jet diameter. When the entrainment is restricted, the behavior of jet became deviating from the baseline. It was found that the virtual origin located outside of a nozzle towards jet tip within the conditions of this work, and its location was estimated as $x_o/d_{inj}$=0.56~7.25, where $x_o$ is a distance from nozzle to virtual origin.

Urea-SCR 단홀 Injector 노즐형상 변화에 따른 비정상유동특성의 해석적 연구 (Analytical Study on Unsteady Flow Characteristics of Urea-SCR Single Hole Injector depend on Nozzle Shape Change)

  • 황준환;박성영
    • 한국분무공학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.105-113
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    • 2019
  • In this paper, a study of Urea-SCR System for Dosing Injector for responding to enhanced environmental regulations has been conducted. There is a limit to the experimental approach due to the structural characteristics of the injector. In order to overcome this problem, The analysis was performed assuming unsteady turbulent flow through computational fluid analysis and the internal flow characteristics of the injector were analyzed. By changing the nozzle shape of the injector, the performance factors of the swirl injector by shape were selected and compared. The design parameters were modified by changing the diameter of the nozzle at a constant ratio compared to the base model. Swirl coefficient, outlet mass flow, and sac volume were selected as performance parameters of the injector. The Conv. model to which the taper was applied showed the dominance in mass flow rate, discharge coefficient and swirl because of the smooth fluid flow by shape. Swirl coefficient, outlet mass flow, and sac volume were selected as performance parameters of the injector. As a result of the comparison coefficient derivation with those performance parameters for comparing the performance of the model-specific injector, the Conv-140 model with the nozzle diameter expanded by 140% showed the best value of the comparison coefficient.