• 제목/요약/키워드: 아음속

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난방기용 콘형 가스버너에서 3차원 난류 유동장 고찰 - 난류특성치에 대하여 - (Investigation of the Three-dimensional Turbulent Flow Fields in Cone Type Gas Burner for Furnace - On the Turbulent Characteristics -)

  • 김장권;정규조;김석우;김인규
    • 동력기계공학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.21-26
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    • 2001
  • This paper represents the turbulent intensity, the turbulent kinetic energy and Reynolds shear stress in the X-Y plane of cone type swirl gas burner measured by using X-probe from the hot-wire anemometer system. The experiment is carried out at flowrate 350 and $450{\ell}/min$ respectively in the test section of subsonic wind tunnel. The turbulent intensity and the turbulent kinetic energy show that the maximum value is formed in the narrow slits distributed radially on the edge of a cone type swirl burner, hence, the combustion reaction is anticipated to occur actively near this region. And the turbulent intensities ${\upsilon}\;and\;{\omega}$ are disappeared faster than the turbulent intensity u due to the inclined flow velocity ejecting from the swirl vanes of a cone type baffle plate of burner. Moreover, the Reynolds shear stress $u{\upsilon}$ is distributed about three times as large as the Reynolds shear stress $u{\omega}$ in the outer region of the cone type gas burner.

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아음속 횡단류에 수직 분사되는 분무의 액적크기 및 속도 분포 특성 (Droplet Sizes and Velocities from Single-Hole Nozzle in Transversing Subsonic Air-stream)

  • 이인철;조우진;이봉수;김종현;구자예
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.106-109
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    • 2007
  • The spray plume characteristics of liquid water jet injected into subsonic cross-flow at 42 m/s were experimentally investigated. Nozzle has a 1.0 m diameter and L/D=5. Droplet sizes, velocities, volume flux were measured at each downstream area of the injector exit using phase Doppler particle anemometry. Measuring probe position is moved with 3-way transversing machine. Experimental results indicate that SMD is varied from 75 to $120{\mu}m$ distribution and it is uncertain layer structure. SMD peaks at the top of the spray plume. This phenomenon is related to the momentum exchange between column waves and cross-flow stream. Droplet vector velocities were varied from 11.5 to 33 m/s. A higher-velocity region can be identified in down edge region at Z/D : 40, 70 and 100. Lower-velocity region were observed on bottom position of the spray plume. Volume flux is a criterion to the droplet concentration. All volume flux distribution has a same structure that continuously decreases from the center region to the edge of the plume. Z/D : 20 is spatially less concentrated than in Z/D : 100.

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마하 5 스크램젯 엔진 모델의 연소 시험 (Combustion Test of a Mach 5 Scramjet Engine Model)

  • 양인영;이양지;김영문;이경재
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.9-14
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    • 2013
  • 수소를 연료로 사용하는 마하 5 스크램젯 엔진 모델에 대해 불어내기식 시험 설비를 사용해 연소 시험을 수행했다. 두 가지 모델 형상에 대해 각각 연료가 없는 경우와 두 가지 당량비로 연료를 공급한 경우를 시험했다. 모델 내부의 벽면 정압력을 측정해 시간에 대한 데이터와 시간 평균한 공간적 데이터 분포를 사용해 모델 내부의 유동과 연소 현상을 분석했다. 모델 길이가 짧은 경우는 두 가지 당량비 모두에서 초음속 연소가 일어났다. 모델 길이가 긴 경우는 낮은 당량비에서는 초음속 연소가, 높은 당량비에서는 열질식이 발생하면서 아음속 연소가 일어났다. 이 때 흡입구 불시동은 발생하지 않았다.

난방기용 콘형 가스버너에서 3차원 난류 유동장 고찰 - 벡터장 및 평균속도에 대하여 - (Investigation of the Three-dimensional Turbulent Flow Fields in Cone Type Gas Burner for Furnace - On the Vector Fields and Mean Velocities -)

  • 김장권;정규조;김석우;김인규
    • 동력기계공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.25-31
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    • 2000
  • This paper represents the vector fields and three dimensional mean velocities in the X-Y plane of cone type swirl gas burner measured by using X-probe from the hot-wire anemometer system. This experiment is carried out at flowrate 350 and $450{\ell}/min$ respectively in the test section of subsonic wind tunnel. The vector plot shows that the maximum axial mean velocity component is focused in the narrow slits distributed radially on the edge of a cone type swirl burner, for that reason, there is some entrainment of ambient air in the outer region of the burner and the rotational flow can be shown in the inner region of the burner because mean velocity W is distributed about twice as large as mean velocity V due to inclined flow velocity ejecting from the swirl vanes of a cone type baffle plate of burner. Moreover, the mean velocities are largely distributed near the outer region of burner within $X/R{\fallingdotseq}1.5$, hence, the turbulent characteristics are anticipated to be distributed largely in the center of this region due to the large inclination of mean velocity and swirl effect.

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석유 홴 히터의 난방 능력 고찰 (Investigation of Heating Performance of Kerosene Fan Heater)

  • 김장권;정규조
    • 동력기계공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.51-60
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    • 1997
  • In this paper, we investigated the heating performance and the basic characteristics required for normal combustion of kerosene fan heater. And also the iso-velocity contours and the iso-temperature contours of hot gas discharged from the exit of kerosene fan heater were analyzed. The experiment was carried out with kerosene fan heater attached to the blow-down-type subsonic wind tunnel with a test section of $240mm{\times}240mm{\times}1200mm$. The purpose of this paper was to obtain the basic data for new design from conventional kerosene fan heater. Consequently it was found that (i) the pressure ratio $P_2/P_1$ had a comparatively constant value of 0.844 according to the increase of the revolution of turbo fan, (ii) the primary excess air ratio had a range of $0.84{\sim}1.11$ during normal combustion, and (iii) the heating performance of kerosene fan heater had a range of $1,494{\sim}3,852kcal/hr$.

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타원형 노즐을 이용한 횡단류 유동에서 액체제트 특성 연구 (A Study on the Characteristics of Liquid Jet in Crossflows Using Elliptical Nozzles)

  • 송윤호;황동현;안규복
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.320-324
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    • 2017
  • 아음속 공기유동으로 수직분사하는 액체제트에 대하여 오리피스 형상이 달라질 경우, 분무특성에 어떠한 영향을 미치는지 실험적으로 연구하였다. 서로 다른 오리피스 길이 대 직경비와 타원형 노즐의 종횡비를 갖는 분사기들을 제작하여 수직분사 실험을 진행하였다. 원형노즐과 타원형 노즐에서의 분열길이를 비교하였으며, 타원형 노즐에서의 분열길이는 모든 실험조건에서 원형노즐에 비해 줄어들었다. 캐비테이션과 수력튀김 현상이 분사기 내부에 발달되는 분무차압 조건의 경우, 두 노즐 모두 분열길이가 감소하였다. 액주궤적의 경우, 장축으로부터 분무되는 액체제트가 횡방향 공기유동에 수직으로 부딪혀 나가는 경우가 액주의 궤적이 단축에 비해 더 휘어지며, 침투높이가 낮아진다.

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Semi-Empirical 기법을 이용한 미사일 형상의 공력특성 해석 (Analysis of the Aerodynamic Characteristics of Missile Configurations Using a Semi-Empirical Method)

  • 한명신;명노신;조태환;황종선;박찬혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.26-31
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    • 2005
  • 미사일 형상의 공력특성을 효율적으로 계산하는 문제는 예비설계 단계에서 아주 중요하다. 본 연구에서는 반 실험적 기법에 기초한 Missile DATCOM 계열 코드를 이용하여 공력특성에 관한 계산을 수행하였다. 코드의 정확도와 신뢰도를 점검하기 위해, 고앙각 아음속 유동과 중간 정도의 받음각을 갖는 초음속 유동장 해석에 적용하였다. 실험이나 다른 연구자의 결과와 비교적 정성적으로 일치하는 예측결과를 얻을 수 있었다. 마지막으로 캐나드와 자유롭게 회전하는 꼬리날개를 갖는 보다 복잡한 미사일 유동장 해석에 적용하였다.

슬릿과 스월베인이 Gun식 가스버너의 주 유동장에 미치는 영향 (Effects of Slits and Swirl Vanes on the Main Flow Fields of a Gun-Type Gas Swirl Burner)

  • 김장권;정규조
    • 동력기계공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.23-29
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    • 2002
  • This paper is studied to investigate the effect of slits and swirl vanes on the main flow fields of a gun-type gas burner through X-Y plane and Y-Z plane respectively by using X-probe from hot-wire anemometer system. This experiment was carried out with flow rate $450{\ell}/min$ in respective burner models installed in the test section of a subsonic wind tunnel. The burner models with only slits and only swirl vanes respectively were made by modifying original gun-type gas burner. The fast jet flow spurted from slits played a role such as an air-curtain because it encircled rotational flow by swirl vanes and drives mixed main flow to axial direction. As a result, the gun-type gas burner had a wider flow range up to about Y/R=1.5 deviated from slits and maintains a comparatively large velocity in the central part of burner within the range of about X/R=2.5. Therefore, it was very desirable that swirl vanes were installed within slits in gun-type gas burner in order to control the main flow fields effectively.

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축소 팽창 디퓨저가 장착된 초음속 이젝터의 시동 특성 (The Starting Behaviour of a Supersonic Ejector Equipped with a Converging-Diverging Diffuser)

  • 박근홍;김세훈;진정근;권세진
    • 한국추진공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.70-77
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    • 2005
  • 축소-팽창 디퓨저가 장착된 초음속 이젝터를 제작하여, 다양한 위치에서의 측정된 압력으로 부유동의 초음속 시동조건을 찾아내었다. 우선 부유동 흡입구의 크기의 영향을 알아내기 위하여 다양한 흡입구 직경으로 실험하였으며, 부유동의 초음속 시동은 흡입구 직경과 축소-팽창 디퓨저 직경의 비, d/D가 0.306 미만인 경우에만 일어났다. 이보다 큰 d/D에서는, 아음속 시동이 먼저 시작되고, 흡입구를 막으면서 주유동의 유입이 전 유동장을 채우게 되어 수직 충격파를 축소-팽창 디퓨저의 하류로 내려보내게 된다 이러한 상황에서 다시 흡입구를 열어도 히스테리시스의 영향으로 초음속 시동이 유지된다.

고고도 모사용 초음속 이차목 디퓨저의 유동 및 열전달 특성에 대한 수치적 연구 (A Numerical Study on Flow and Heat Transfer Characteristics of Supersonic Second Throat Exhaust Diffuser for High Altitude Simulation)

  • 임경진;김홍집;김승한
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.70-78
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    • 2014
  • 고고도 모사를 위한 초음속 이차목 디퓨저의 유동 및 열전달 특성에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 디퓨저의 유동 특성에 영향을 주는 작동압력과 형상을 변화시켜 유동 특성과 냉각 특성을 파악하였다. 냉각이 없는 경우 디퓨저가 시동 된 후, 디퓨저 벽과 아음속 구간에서 3,000 K 이상의 고온 구간이 나타났다. 디퓨저에 냉각 시스템을 추가하면 벽면 근처가 냉각되면서 유속이 빨라져 유동 길이가 길어지고 유동 박리와 함께 압력 회복이 급격해진다. 디퓨저 내부에 압력 변화를 가져오는 유동 현상과 함께 heat flux의 경향도 유사하게 나타났다.