The computational investigation is performed to find out the interaction of arc plasmas with surrounding materials and the thermal flow characteristics in a PASB (Puffer-Assisted Self-Blast) chamber, which is one of new breaking concepts in $SF_6$ switchgears. It is very important to define the flow and mass transfer happened during the full arcing history for further understanding complex physics inside the chamber. In this study, we have considered two diffusion processes by the hot arc plasma, one is PTFE nozzle ablation and the other is Cu electrode evaporation, simultaneously. It was found that the principle of the pressure-rise inside the chamber is confirmed by the computational results and the increase of the electrical conductivity of the residual gas near current zero is critical to the chamber design.
산업적으로 강제 Swirl 유동은 난류를 촉진하기 위하여 많이 이용된다. 특히 Swirl유동은 난류 강도를 증가시켜 물질과 열의 전달 효과를 증진시켜 터빈 연소기, 열교환기 및 각종 산업용 버너 등의 공업분야에 폭넓게 이용되고 있다. Swirl강제 유동 발생 방법은 원추형 덕트방식, 베인형, 프로펠러형 등이 많이 이용되고 있으나 대부분의 방법은 강제로 와류(Swirl)를 발생, 촉진 및 증가 시키므로 유동손실 및 압력 손실 등을 수반하게 되어 많은 에너지 손실을 가져온다. (중략)
태양열 제습냉방은 액체흡수제를 이용한 냉각효과로 기존의 전기에너지를 가능케 하는 해결책중 하나이다. 따라서 태양열을 거의 활용하지 않는 여름에 가열온수를 열원으로 활용하여 쾌적조건을 구현하는 본 연구의 대상인 태양열냉방시스템은 제습기와 재생기로 크게 이루어져 있다. 본 논문은 제습기의 유량 변화에 따른 열전달 및 물질전달의 변화를 실험과 이론적 해석으로 규명하고 있는데, 흐름의 양상은 병렬형과 대향류형을 대상으로 하고 있다. 실험결과와 이론해석이 비교적 잘 일치하였으며, 대향류형이 병렬형보다도 물질전달 면에서 유리하게 나타났으며, 입 출구의 엔탈피 차이에서도 크서 열전달에서도 우수한 것으로 나타났다. 또한 그 차이를 본 논문에서는 나타내었으며, 일정한 높이나 길이 이상에서는 항상 일정함을 알 수 있었다. 따라서 본 논문의 결과들은 제습기의 유동흐름을 통한 태양열냉방시스템 중 제습기의 설계 및 성능 향상에 도움을 줄 것이다.
다공질 물질 속에서 일어나는 저속 유동(Darcy Flow)에 동반한 열 및 물질 전달 문제를 해석하기 위한 새로운 수치 해석 기법이 소개되고 간단한 예제를 통하여 그 성능을 평가하였다. 본 연구의 수치 해석법은 다공질 물질 속에서 일어나는 모든 전달 현상에서 중요한 확산효과(Dispersion Effect)를 쉽게 처리할 수 있으며 특히 미정 경계선 문제(Moving Boundary Problem) 해석에도 효과적으로 적용될 수 있어 응용 범위가 넓을 것으로 기대된다.
본 연구는 착상이 일어나는 조건에서 작은 사각 덕트내의 습공기의 층류유동에서 열 및 물질전달특성을 이해하고자 수행되었다. 알루미늄 평판이 열교환기의 핀부분을 모사하기 위하여 사용되었다. 알루미늄 표면온도는 착상조건에서의 열 및 물질전달 특성을 조사하여 해석하기 위하여 측정되었다. 또한 열교환기 공기측 채널에서 착상에 의한 air-blocking효과를 화인하기 위해 압력강하가 측정되었다. 그리고 착상조건에서 습공기의 국소 특성을 해석하기 위한 방법이 제시되었다.
Large Eddy Simulation(LES) of turbulent mass transfer in fully developed turbulent pipe flow has been performed to study the effect of Reynolds number on the concentration fields at $Re_{\tau}=180$, 395, 590 based on friction velocity and pipe radius. Dynamic subgrid-scale models for the turbulent subgrid-scale stresses and mass fluxes were employed to close the governing equations. Fully developed turbulent pipe flows with constant mass flux imposed at the wall are studied for Sc=0.71. The mean concentration profiles and turbulent intensities obtained from the present LES are in good agreement with the previous numerical and experimental results currently available. The effects of Reynolds number on the turbulent mass transfer are identified in the higher-order statistics(Skewness and Flatness factor) and instantaneous concentration fields. The budgets of turbulent mass fluxes and concentration variance were computed and analyzed to elucidate the effect of Reynolds number on turbulent mass transfer. Furthermore, to understand the correlation between near-wall turbulence structure and concentration fluctuation, we present an octant analysis in the vicinity of the pipe wall.
환경규제의 강화에 따라 수처리 비용이 증가하는 추세이므로 폭기공정의 에너지 이용효율을 제고할 수 있는 소요동력에 대한 보다 정량적인 연구가 필요하다. 본 논문은 폭기공정의 물질전달 특성을 규명하기 위해 물질전달 계수와 기체 포집율 및 소요동력에 대한 상관관계식을 제시하였다. 소요동력이 커지면 기체 포집율은 감소하고 레이놀드 수는 증가하며, 혼합유동 선단 도달거리와 확산도가 증대되므로 물질전달 계수는 증가하였다. 물질전달 계수와 기체 포집율 및 소요동력의 상관관계 규명을 위해 제시한 실험식은 최대 약 ${\pm}10%$의 오차 범위에서 실험결과와 일치하였다.
In this paper, we report the results of the experimental study on the flow and the mass transport around a square harbor driven by a tidal effect. The model harbor is composed of a uniform water-depth with a straight breakwater. The harbor is connected to the outer ocean by an entrance region having the same shape as the harbor. We investigated two cases, one having another breakwater in the place between the entrance region and the outer ocean, and the other without it, The surface and bottom flow patterns of the model container are visualized by using light particles and dye, respectively. It was shown that the inner harbor and the entrance region have well-organized, large vortical residual flows, and the material transport between the entrance and outer region is however significantly different for two cases; when the breakwater is built between the two regions, the transport is far better than that without it, which is clearly contrary to our common sense that the breakwater would block the dispersion of the materials between the harbor and the outer ocean.
The heat and mass transfer process between the falling liquid desiccant(TEG) film and the air in counter flow at the dehumidifier of desiccant cooling system were investigated. The governing equations with appropriate boundary and interfacial conditions describing the physical problems were solved by numerical analysis. As a result, the effects of the design parameters and the outside air conditions on the rates of dehumidification and sensible cooling were discussed. The results of the dehumidification and sensible cooling rates were compared with those of the cross flow at the same conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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