• Title/Summary/Keyword: 열유동

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Identification of Thermal Flow Boundary Conditions for Three-way Catalytic Converter Using Optimization Techniques (최적화 기법을 이용한 삼원촉매변환기의 열유동 경계조건의 동정)

  • Baek, Seok-Heum;Choi, Hyun-Jin;Kim, Kwang-Hong;Cho, Seok-Swoo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.11 no.9
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    • pp.3125-3134
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    • 2010
  • Three-way catalyst durability in the Korea requires 5 years/80,000km in 1988 but require 10 years/120,000km after 2002. Domestic three-way catalyst satisfies exhaust gas conversion efficiency or pressure drop etc. but don't satisfy thermal durability. Three-way catalyst maintains high temperature in interior domain but maintain low temperature on outside surface. This study evaluated thermal durability of three-way catalyst by thermal flow and structure analysis and the procedure is as followings. Thermal flow parameters ranges were determined by vehicle test and basic thermal flow analysis. Response surface for rear catalyst temperature was constructed using the design of experiment (DOE) for thermal flow parameters. Thermal flow parameters for rear catalyst temperature in vehicles examination were predicted by desirability function. Temperature distribution of three-way catalyst was estimated by thermal flow analysis for predicted thermal flow parameters.

CFD procedure of Multi-phase flow to predict the trend of Boil-off for the various filling ratio of C-Type liquefied hydrogen tank subject to sloshing motion (슬로싱에 놓인 C-Type 액화수소 탱크의 적재율에 따른 BOG 발생량 경향 예측을 위한 다상 유동 CFD 해석 절차)

  • Jin-Ho Lee;Sung-Je Lee;Se-Yun Hwang;Jang Hyun Lee
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2022.06a
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    • pp.213-213
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    • 2022
  • 본 논문은 슬로싱(Sloshing) 거동에 놓인 극저온 액체수소 화물창의 BOG 예측을 위한 CFD 해석 절차를 다루고 있다. 특히, 적재율(Filling Ratio)에 따라 달라지는 열 유입과 그에 따른 액체수소의 기화 경향을 파악하기 위한 목적으로 수행되었다. 액체수소와 기체수소의 혼재에 의한 다상 열유동(Multiphase-Thermal flow) 특성을 반영하고 유동에 따른 강제 대류 현상을 열유속에 반영하기 위한 CFD 해석을 수행하였다. 다상 유동 모델의 정확성을 검증하기 위하여 슬로싱 실험의 압력 계측 값과 해석의 압력 값 및 자유수면(Free surface) 형상을 비교하였다. 소형 C-Type 독립형 액화수소 탱크를 대상으로 슬로싱 유동과 BOG 발생을 수치적으로 예측하였다. 해석 과정에서 VOF(Volume of fraction) 모델과 Eulerian 모델을 모두 적용하여, 액체수소에 유입되는 열 유속(Heat flux)의 예측 정확성을 비교하였다. 슬로싱 유무에 따라 액체수소에 유입되는 열 유속을 비교하여 슬로싱 유동의 포함 여부에 따른 BOG 발생량의 변화를 제시하였으며, 최종적으로 액체수소의 충전율(Filling ratio) 별로 BOG 발생량의 경향성을 제시하였다.

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Numerical Simulation of Flow and Thermal Performance in the Municapal Solid Waste Incinerator (도시폐기물 소각로내 열유동 해석을 위한 수치해석적 연구)

  • 박병수;이진욱;이정한;허일상
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 1997.10a
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    • pp.93-98
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    • 1997
  • 도시폐기물의 효율적인 소각 처리를 위해서 폐기물 처리량 50 ton/day의 화격자 소각로를 대상으로 화학반응을 고려하여 연소실 내부의 열유동 현상을 전산모사하였다. 수치해석 프로그램으로 상용코드인 PHOENICS를 사용하여 3차원 모사를 하여 실험으로 파악할 수 없는 연소실 내부의 유동 및 폐기물과 산화제와의 반응을 계산하였다. 건조부, 주연소부, 후연소부에 1차연소용공기, 연료의 분포 및 폐기물의 발열량이 노내 열유동 현상에 미치는 영향을 조사하였다. 1차연소용 공기의 분포에 따라 노내 유동장의 형태에 변화가 있었으며, 벽면에서의 복사열전달을 고려한 경우 2차연소실과 출구근처에서 온도분포가 파일롯트 플랜트 실험결과와 잘 일치하는 r서으로 나타났다.

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Numerical Sudy on Bubbling Fluidized Bed Reactor for Fast Pyrolysis of Waste Lignocelluosic Biomass (폐목질계 바이오매스의 급속열분해 기포유동층 반응기에 대한 수치해석적 연구)

  • Lee, Ji Eun;Choi, Hang Seok
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.35 no.10
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    • pp.710-716
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    • 2013
  • New and renewable energy sources have drawn attention because of climate change. Many studies have been carried out in waste-to-energy field. Fast pyrolysis of waste lignocelluosic biomass is one of the waste-to-energy technologies. Bubbling fluidized bed (BFB) reactor is widely used for fast pyrolysis of the biomass. In BFB pyrolyzer, bubble behavior influences on the chemical reaction. Accordingly, in the present study, hydrodynamic characteristics and fast pyrolysis reaction of waste lignocellulosic biomass occurring in a BFB pyrolyzer are scrutinized. The computational fluid dynamics (CFD) simulation of the fast pyrolysis reactor is carried out by using Eulerian-Granular approach. And two-stage semi-global kinetics is applied for modeling the fast pyrolysis reaction of waste lignocellulosic biomass. To summarize, generation and ascendant motion of bubbles in the bed affect particle behavior. Thus biomass particles are well mixed with hot sand and consequent rapid heat transfer occurs from sand to biomass particles. As a result, primary reaction is observed throughout the bed. And reaction rate of tar formation is the highest. Consequently, tar accounts for 66wt.% of the product gas. However, secondary reaction occurs mostly in the freeboard. Therefore, it is considered that bubble behavior and particle motions hardly influences on the secondary reaction.

Characteristics of heat transfer and bubble around horizontal tube in a fluidized bed heat exchanger (유동층 열교환기의 수평관에서 열전달 및 기포특성)

  • 김성원;안정렬;김상돈
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.97-100
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    • 2000
  • 유동층 열교환기 (Fluidized Bed Heat Exchanger; FBHE) 는 온도 균일성이라는 유동층의 특징을 이용하여 적당한 전열면적을 갖는 열교환관을 층 내 설치하여 일정한 양의 열을 전열시키는 것으로, 최근 순환유동층 연소로의 scale-up 을 통한 열용량 증대와 함께 고온의 재순환물질로부터 열을 회수, 연소로의 온도제어 및 열회수율의 극대화를 얻고자 재순환부에 연결하여 사용하고 있다. 또한, 가압순환유동층의 개발과 더불어 유효열전달 면적의 증대를 통한 상대적인 연소로 소형화를 위해 채택되고 있다. 특히, 유동층 열교환기는 전체 공정에서 20-60% 의 열을 회수할 수 있어, 열전달에 있어 매우 중요한 역할을 차지한다.(중략)

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Optimized Design and Analysis of PCS based on CAE(Computer Aided Engineering) (CAE를 이용한 대용량 PCS 시스템 해석 및 최적화 설계기법)

  • Lim, Chang-Jin;Kim, Yun-Hyun;Han, Jong-Hee;Kim, Kwang-Seob
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.166-167
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    • 2010
  • 최근 전기/전자 제품 개발에서 대용량, 소형화가 이루어지면서 제품 설계에 열유동 및 구조적 문제가 중요한 요소로 등장하였다. 열유동은 발열체와 공기의 흐름에 관련이 있기 때문에 시스템의 구조를 어떻게 설계 하느냐가 방열의 중요한 요소이다. 본 논문에서는 Ansys사(社)의 소프트웨어를 이용하여 연료전지용 PCS에 대한 열유동, 구조 및 강도 해석을 수행하였다. 3D설계는 CAD(Computer Aided Design) 소프트웨어인 Pro Engineer를 이용하였다. 설계된 3D 도면을 Ansys Multiphysics로 불러들여 구조 및 강도해석을 하였고 CFD(Computational Fluid Dynamics) 소프트웨어인 Icepak으로 열유동해석을 수행하였다.

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Heat Flow Characteristics on Type of Heat Transfer Plate for White Smoke Reduction under Uniform Flow Condition (균일유동에서 백연저감용 전열판 형태에 대한 열유동 특성)

  • Son, Jun;Cha, Jae Min;Wang, Zhen Huan;Kwon, Young Chul
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.17 no.1
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    • pp.591-596
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    • 2016
  • Numerical analyses were performed on the heat flow characteristics of a heat transfer plate with six different shapes (basic, rectangle, triangle, wave type) to reduce the level of white smoke at a stack. In this study, to examine the heat transfer performance (heat transfer capacity, pressure drop, turbulence kinetic energy, heat transfer coefficient) on the heat transfer plates, simulations were conducted using the commercial computational fluid dynamics software, ANSYS CFX Ver.14 under uniform flow conditions. The thermal flow phenomenon in a channel with six heat transfer plates could be predicted adequately under uniform flow conditions. The heat transfer capacity, pressure drop, turbulence kinetic energy, and heat transfer coefficient were affected by the flow rate, aspect ratio and plate shape. These results provide guidelines to design an effective heat exchanger with the wave type to reduce white smoke.

로켓트 연소관용 고강도 알루미늄 합금튜브의 열가공 유동성형공정

  • 장창범;장현민;정성희;손영일;이경훈;은일상
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1994.04a
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    • pp.16-22
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    • 1994
  • 2.75인치 MK4/40 및 MK66 추진기관용 연소관의 국산화 개발을 목적으로 가공 열처리와 유동성형 공정을 조합한 열가공 유동성형 공정을 적용하여 치수제어시험을 하고 개발품과 수입 연소관을 비교하여 물성 및 구조시험을 실시하여 그 결과를 비교 분석하였다. 개발된 연소관은 수입연소관에 비하여 제작공정이 단축되었고, 열가공 유동성형 공정보다 치수제어에 유리하며, 내경 및 두께 규격을 만족하였다. 또한 물성 및 구조시험 결과 수입 연소관에 비하여 우수한 성질을 나타내었다.

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Thermodynamic Properties and Self Diffusions from Rheological Parameters of Eyring-Halsey Model (Eyring-Halsey 모델의 유동파라메타로부터 열역학 성질과 자체 확산)

  • Kim, Nam Jeong
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.58 no.3
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    • pp.251-257
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    • 2014
  • The stress relaxation of poly(methyl acrylate)-poly(acrylonitrile) copolymer samples were carried out in air and distilled water at various temperatures using the tensile tester with the solvent chamber. The rheological parameters were obtained by applying the experimental stress relaxation curves to the theoretical equation of the Eyring-Halsey non-Newtonian model. The self diffusion, hole volume, viscosities, and thermodynamic parameters of copolymer samples were calculated from rheological parameters and crystallite size in order to study of flow segments in amorphous region. It was observed that the rheological parameters of these copolymer samples are directly related to the self diffusion, hole volume, viscosities, and thermodynamic parameters of flow segments.

Thermal-Fluid Coupled Analysis for Injection Molding Process by Considering Thermal Contact Resistance (사출금형의 열접촉 저항을 고려한 성형과정의 열-유동 연계해석)

  • Sohn, Dong-Hwi;Kim, Kyung-Min;Park, Keun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.12
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    • pp.1627-1633
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    • 2011
  • Injection molds are generally fabricated by assembling a number of plates in which the core and cavity components are assembled. This assembled structure has a number of contact interfaces where the heat transfer characteristics are affected by thermal contact resistance. In previous studies, numerical approaches were investigated to predict the effect of thermal contact resistance on the temperature distribution of injection molds. In this study, thermal-fluid coupled numerical analyses are performed to take into account the thermal contact effect on the numerical evaluation of the mold filling characteristics. Comparisons with experimental results show that the proposed coupled analysis provides more reliable results than the conventional analyses in predicting the mold filling characteristics by taking into account the effect of thermal contact resistance inside the injection mold assembly.