• 대한기계학회논문집
• /
• 제18권11호
• /
• pp.2986-2998
• /
• 1994

• 동력기계공학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.5-11
• /
• 2008

산업공정에서 널리 사용하는 반응기는 성질이 상이한 물질을 혼합하는 시스템으로서 본 연구에서는 이젝터(ejector)에 의한 반응기의 개발을 수행하였다. 액체-가스 이젝터는 구동유체에 의하여 기체가 흡입되면서 각종 유해가스를 제거하는 목적 또는 기체와 액체의 혼합 등 목적으로 사용된다. 본 실험에서 액체구동 가스혼합반응기의 실험 장치를 구축하고 이젝터 내부의 유동패턴과 기체용해도 자료를 도출하며 고효율 이젝터 설계를 위한 진공도 측정과 디퓨저 각도가 다른 이젝터의 실험 및 수치해석을 수행하였다. 이젝터의 성능은 흡입 측에서의 진공압력으로 평가되며 이 진공압력은 이젝터의 노즐 설계 및 유동조건에 의하여 결정되므로 이에 대한 기본적인 특성 도출이 선결되어야 한다. 순환유체의 유량이 70LPM, 80LPM 90LPM조건에서 두 가지 디퓨저에 대하여 비교실험을 수행하였다. 실험적 연구와 수치해석연구를 통하여 혼합성능과 이젝터의 내부유동특성에 대하여 고찰한 결과 디퓨저의 각도가 5.0도일 때 진공도가 더욱 높으며 구동액체의 유량이 작을 때는 진공도차이가 크지만 유량이 증가함에 따라 진공도 차이가 감소된다. 구동액체의 유량이 증가할수록 용존산소농도는 증가하며 디퓨저의 각도가 5.0도일 때는 용존산소 농도가 더 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권5호
• /
• pp.329-337
• /
• 2016

연료집합체의 지지격자에 설치된 혼합날개는 난류 강화 기구로서 부수로 내부에서 선회류 또는 연료봉 간극사이에서 횡류를 발생시켜 대류열전달을 증진시키는 역할을 한다. 따라서 혼합날개의 기하학적인 형상 및 배열 형태는 혼합날개의 성능을 결정하는 중요한 인자이다. 본 연구에서는 OECD/NEA의 벤치마크 계산에서 활용된 분할 형태의 혼합날개가 장착된 $5{\times}5$ 연료집합체 내부에서의 유동분포 특성을 파악하기 위해 상용 전산유체역학 소프트웨어인 ANSYS CFX R.14를 사용하여 계산을 수행하였고, 계산결과를 MATiS-H 시험장치의 측정값과 비교하였다. 또한 분할 형태의 혼합날개 형상이 연료집합체 내부유동 형태에 미치는 영향에 대해 설명하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.386-386
• /
• 2015

담수가 해수에서 흘러드는 하구에서는 성층이 관측되며 이것은 난류의 미세구조를 변화시키는 주요 원인으로 작용한다. 이러한 성층화 현상은 하구 내 부유사의 군집인 하구 최대혼탁수(Estuarine Turbidity Maximum, ETM)의 형성에 영향을 주게 된다. 본 연구는 성층의 하구 최대 혼탁수 생성 메커니즘에 관심을 두고 수치모델링을 활용한 미세 난류의 부유사 거동 분석에 초점을 두었다. 성층과 전단응력 사이의 난류 혼합을 대표하는 유동인 켈빈-헬름홀츠 불안정성(Kelvin-Helmholtz Instability)을 도입하고 성층 경계면 근처에서 부유사의 이송을 높은 레이놀즈수(Reynolds number) 유동에서 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes Simulation)보다 다양한 규모의 에너지 획득이 가능하여 미세 난류 구조 재현에 장점을 갖는 Large-eddy Simulation(LES)를 활용하여 모사하였다. 여기에서, 부유사는 주위 유동의 물리적 특성 변화에 영향을 미치지 않는 Passive scalar로 가정하였으며 $6^{th}$-order Lagrangian 다항식 보간법을 적용하여 입자의 이동 속도를 계산하고 이를 시간에 대해 적분함으로써 이동 궤적을 추적하였다. 수치 모델 결과 Lock-exchange 유동 내에서 켈빈-헬름홀츠 불안정성이 발생함에 따라 경계면 주위에 위치한 부유사가 billow 내에서 트랩핑(trapping)되는 것을 보여주어 KH-billow 혹은 braids 내의 미세 난류에 의한 영향이 확인되었다. 본 연구에서는 LES를 활용하여 성층류 및 성층류 내의 부유사 혼합을 모사하여 난류의 정도에 따른 이동 궤적의 차이에 대해서 분석함으로써 성층의 난류 강도 저하에 따른 부유사의 군집으로의 영향에 대해 서술한다.

• 설비공학논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.324-331
• /
• 2004

Particle Image Velocimetry (PIV) measurements have been carried out to investigate the pulsatile flow characteristics in a triangular grooved channel. The results showed that a vortex was generated at the tip of the groove and flowed into the groove rotating inside during the acceleration phase of the main stream promoting the mixing of the fluid. Then, at the deceleration phase of the main stream, the vortex entrained fluid from the relatively slow moving main stream to grow bigger than the groove size. Finally the vortex was ejected to the main stream carrying the fluid away from the groove, resulting in the enhancement of mixing between the stagnant fluid in the groove and the main stream in the channel. It was found that the fluid mixing enhancement is maximized when the pulsatile period is the same as the time duration which the vortex takes to grow larger enough to fill the groove and to be ejected to the main stream.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
• /
• pp.353-356
• /
• 2008

일정 압력으로 혼합하는 이젝터에서 수축률(Contraction Ratio)로 대변되는 초음속 이젝터 설계 인자에 대한 연구가 수행되었다. 이젝터 설계 인자는 1차 유동과 2차 유동의 질량 유량 비율, 1차 유동면적과 2차 유동 면적의 비율, 1차 유동의 마하수에 영향을 받는 다는 것을 알 수 있었다. 그리고 특정 작동 조건에 대해 이젝터 유동 가시화 작업을 수행하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 2001년도 추계학술발표회요약집
• /
• pp.131.1-131
• /
• 2001

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권1호
• /
• pp.61-69
• /
• 2015

본 논문은 수직 오리피스 이젝터의 혼합유동 및 산소전달 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 실험장치는 전동 모터-펌프, 오리피스 이젝터, 순환 수조, 공기압축기, 고속 카메라 시스템 그리고 제어 및 측정기기로 구성하였다. 측정된 구동유체 및 유입공기의 유량을 이용하여 유량비를 도출하였다. 이적터에서 분출된 혼합유동의 가시화를 통해 정성적 거동을 고찰하였으며, 용존산소 농도를 측정하여 총괄 산소전달계수를 도출하였다. 구동유체의 유량이 일정하고 압축기의 공기압이 높아지면 유량비와 산소전달계수는 증가하며, 압축기의 공기압이 일정하고 구동유체의 유량이 증가하면 유량비는 감소하지만 산소전달계수는 증가하였다. 기포의 크기에 따른 체류시간 및 확산도와 수직 혼합유동의 도달거리는 2 상의 접촉면적과 시간에 크게 영향을 미치기 때문에 산소전달율의 중요한 변수임을 유추할 수 있다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.84-91
• /
• 2015

SMART adopts, very unique facility, an FMHA to enhance the thermal and flow mixing capability in abnormal conditions of some steam generators or reactor coolant pumps. The FMHA is important for enhancing thermal mixing of the core inlet flow during a transient and even during accidents, and thus it is essential that the thermal mixing characteristics of flow of the FMHA be understood. Investigations for the mixing characteristics of the FMHA had been performed by using experimental and CFD methods in KAERI. In this study, the temperature distribution at the core inlet region is investigated for several abnormal conditions of steam generators using the commercial code, FLUENT 12. Simulations are carried out with two kinds of FMHA shapes, different mesh resolutions, turbulence models, and steam generator conditions. The CFD results show that the temperature deviation at the core inlet reduces greatly for all turbulence models and steam generator conditions tested here, and the effect of mesh refinement on the temperature distribution at the core inlet is negligible. Even though the uniformity of FMHA outlet hole flow increases the thermal mixing, the temperature deviation at the core inlet is within an acceptable range. We numerically confirmed that the FMHA applied in SMART has an excellent mixing capability and all simulation cases tested here satisfies the design requirement for FMHA thermal mixing capability.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권9호
• /
• pp.847-854
• /
• 2013

본 연구는 환형 노즐 이젝터를 이용하여 수평방향 폭기공정의 혼합유동 및 산소전달 특성에 대한 실험적 연구를 목표로 한다. 실험변수는 이젝터 피치와 가압수 유량이며, 측정된 유량과 압력을 이용하여 유량비, 수두비 및 효율을 계산하였다. 이적터에서 분출된 혼합유동의 가시화를 통해 정성적 거동을 고찰하였으며, 용존산소량을 측정하여 총괄 산소전달계수를 도출하였다. 이젝터에서 분출된 혼합유동은 가압수의 운동량과 유입된 공기기포의 미립화에 따라 부력분류 또는 수평분류의 거동을 나타내었다. 기포의 크기에 기인하는 부력과 가압수의 운동량에 지배되는 혼합유동의 도달거리는 가압수와 공기기포의 접촉 면적 및 시간에 크게 영향을 미치기 때문에 산소전달률의 중요한 변수임을 유추할 수 있다.