• Title/Summary/Keyword: 임계유동

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A Study on the Choke Phenomenon of Unsteady Gas Flow through a Critical Nozzle (임계노즐을 통한 비정상 기체유동의 초크현상에 관한 연구)

  • Kim, Jae-Hyung;Kim, Heuy-Dong;Park, Kyung-Am
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.2127-2132
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    • 2003
  • A computational study is performed to better understand the choke phenomenon of unsteady gas flow through a critical nozzle. The axisymmetric, unsteady, compressible, Navier-Stokes equations are solved using a finite volume method. In order to simulate the effects of back pressure fluctuations on the critical nozzle flow, a forced sinusoidal pressure wave is assumed downstream the exit of the critical nozzle. It's frequency is 20kHz and amplitude is varied below 15% of time-mean back pressure. The results obtained show that for low Reynolds numbers, the unsteady effects of the pressure fluctuations can propagate upstream of the throat of critical nozzle, and thereby giving rise to applicable fluctuations of mass flow through the critical nozzle. The effect of the amplitude of the excited pressure fluctuations on the choke phenomenon is discussed in details.

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A Study on the Calculation of Critical Velocity by Fire Intensity (화재강도에 따른 임계풍속산정에 관한 연구)

  • Kim, Jong-Yoon;Lim, Kyung-Bum;Seo, Tae-Beom;Rie, Dong-Ho;Yoo, Ji-Oh
    • Fire Science and Engineering
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    • v.20 no.4 s.64
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    • pp.91-97
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    • 2006
  • This study was executed to review feasibility on the calculation of critical velocity with a reduced model of an actual tunnel in order to establish the optimum fire protection system for a fire in road tunnels. In a scaled model about 1/29 of an actual tunnel based on the Froude scaling, critical velocity was calculated by visualizing smoke flow and analyzing correlation with temperature. In the experiment, critical velocities at which smoke backflow length became zero showed a small difference within about 5% compared to results calculated by the Kennedy formula, and the relation between smoke flow and temperature distribution appeared similarly without getting greatly influenced by changes in fire intensity.

Control of High-Pressure Exhaust Gas Flows Using Shock-Wave Confinement (충격파 감금법을 이용한 고압배기가스 유동의 제어)

  • ;;K.Matsuo
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1998.04a
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    • pp.19-19
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    • 1998
  • 최근 화학, 연소, 동력, 제철 등의 각종 플랜트에서 조업압력이 고압화되어 가고 있으며, 이에 수반하여 배관계를 통하는 고압가스 유동에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 배관계를 통하는 고압가스의 유동에 있어서 유량의 적절한 제어, 유동에 의하여 야기되는 배관계의 소음·진동, 그리고 배기가스의 적절한 처리법 등은 공학적으로 매우 중요한 문제로 알려져 왔다. 일반적으로 정상운전을 하는 플랜트에서 고압 배기가스의 문제는 배기가스 Expander에 의하여 에너지를 회수하는 방법이 생각될 수 있으나, 실제 공업현장에서는 배기가스를 안전하고, 또 소음·진동을 발생시키지 않도록 적절하게 처리하는 것이 매우 중요한 기술적 과제로 남아 있다. 일반적으로 배기가스의 압력이 임계압력(critical pressure) 이상으로 되는 경우(실제 대부분의 플랜트에서 배기가스의 압력은 임계압력보다 매우 높다), 배관계 내부에서 충격파(shock-wave)가 발생하여 난류와동 혹은 난류경계층과 간섭하게 됨으로써 강력한 공기역학적 소음이나 진동을 발생시키게 된다. 이와 같은 소음·진동에 대한 대책으로는 현재 가스배출부에 감압밸브를 직렬로 설치하거나, 유로에 다공판(porous plates)들을 삽입하여 감압과정을 공간적으로 분산시킴으로써, 충격파가 발생하지 않도록 하는 방법을 주로 채택하고 있다. 그러나 이러한 방법을 적용하는 경우 배기가스 유동에 대한 유량의 제어기능이 저하되는 문제가 발생한다.

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Calculation of Critical Current for High Temperature Superconducting Coil (HTS-코일의 임계전류 계산)

  • Li, Zhu-Yong;Ma, Yong-Hu;Ryu, Kyung-Woo;Park, Kwon-Bae;Oh, Il-Sung
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.07a
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    • pp.766-767
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    • 2008
  • 임계온도가 높아 시스템응용에서 매우 안정한 장점을 지닌 고온초전도(HTS)도체를 이용한 HTS-SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage)장치에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다[1]-[2]. 이런 HTS-SMES 장치의 고가성, 복잡성 등 원인에 기인하여 운전에 앞서 장치의 임계전류, 자속유동손실 및 충.방전시 불가피하게 발생되는 교류손실 등과 같은 기본적인 특성들이 선행하여 연구되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 600 kJ급 HTS-SMES코일에 대한 자장분석을 기반으로 코일의 임계전류밀도 분포를 계산하였고 최소 임계전류밀도에 근거하여 코일의 임계전류를 결정하였다. 그 주요 결과를 요약하면 코일에서 자장과 임계전류밀도 분포는 코일의 형상에 무관하게 같은 분포 경향을 보여주며 최소 임계전류밀도는 코일의 top과 bottom의 중심에 위치하며, model코일에서 임계전류의 계산값과 측정값이 비교적 잘 일치하였기 때문에 600 kJ급 HTS-SMES코일도 잘 일치할 것으로 사료된다. 또한 SMES코일을 20 K에서 운전한다고 가정하면 코일 임계전류의 ${\sim}60%$, 4.2 K에서는 ${\sim}40%$에서 각각 운전하게 될 것으로 예측된다.

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Estimation of Uncertainty in Critical Flow Function for Natural Gas (천연가스의 임계유동함수 불확도 평가)

  • Ha, Young-Cheol
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.38 no.7
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    • pp.625-638
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    • 2014
  • In this study, the uncertainties in the critical flow functions (CFFs) calculated by the AGA8-dc equation of state were estimated. To this end, the formulas for enthalpy, entropy, and speed of sound, which are used in calculating the CFF, were expressed in the form of dimensionless Helmholtz free energy and its derivatives, and the uncertainty in Helmholtz free energy was inferred. To consider the variations in the compressibility-dependent variables induced by the variation (i.e., uncertainty) in compressibility, the form of the AGA8-dc equation was modified to have a deviation equal to the uncertainty under each flow condition. For each independent uncertainty component of the CFF, a model for uncertainty contribution was developed. All these changes were applied to GASSOLVER, which is KOGAS's thermodynamic database. As a result, the uncertainties in the CFF were estimated to be 0.025, 0.055, and 0.112 % at 10, 50, and 100 bar, respectively, and are seen to increase with the increase in pressure. Furthermore, these results could explain the deviations in the CFFs across the different labs in which the CFF international comparison test was conducted under the ISO management in 1999.

Evaluation of Critical Flow Function by Using Helmholtz Free Energy for Natural Gas Flow Measurement (천연가스 유량 측정에서 헬름홀츠 자유에너지를 이용한 임계유동함수 계산)

  • Ha, Young-Cheol;Her, Jae-Young
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.37 no.12
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    • pp.1167-1173
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    • 2013
  • This study aimed to calculate the CFFs (critical flow functions) of a sonic nozzle bank with a 12-nozzle package within 1 s. Toward this end, the Helmholtz free energy of natural gas was formulated by using the AGA8-dc equation of state in a form without integral terms, and thereafter, thermodynamic properties such as the enthalpy, entropy, speed of sound, and heat capacity, which are used in CFF calculation, were derived in analytical form. As a result, the calculation time of CFFs was improved from 6.7 s in a previous study to 0.6 s per 12-nozzle package and kept almost constant regardless of the number of components in natural gas. Furthermore, it was confirmed that the calculated CFF values were in agreement with the results of a CFF international comparison test carried out under ISO management in 1998-1999.

A Study on Flow Characteristics of Developing Laminar Pulsating Flows in a Square Duct (정4각단면덕트 입구영역에서 층류맥동유동 유동특성에 관한 연구)

  • 박길문
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1683-1696
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    • 1991
  • 본 연구에서는 정4각단면덕트 입구영역에서 층류맥동유동(laminar pulsating flows)의 유동특성을 이론 및 실험적으로 규명하기 위하여, 이론적 방법으로 덕트 입 구영역에서의 층류맥동유동에 대한 운동량방정식을 유도한 후 비선형인 대류항을 선형 화 시켜서 라플라스변환으로 속도분포식의 해를 구하였고, 실험적인 방법으로는 시험 덕트 크기는 횡단면의 가로*세로가 40mm*40mm이고, 길이가 4000mm인 정4각단면덕트 입구영역에서 송풍기에 의한 공기흡입유동으로 층류진동유동을 발생하며 이들 두유동 을 합성시켜 발생한 층류맥동유동에 대하여 열선유속계의 열선신호로부터 얻어진 속도 파형을 고찰하여 덕트내의 맥동유동에 대한 임계레이놀즈수를 결정하고 속도분포를 측 정하였다. 그리고 이론적으로 얻어진 속도분포식과 열선유속계로 측정한 속도분포를 비교검토하여 정확성을 검증하고, 이들 해석결과로 부터 층류맥동유동의 입구길이(en- trance lenght)식을 결정하여 제안하였다.

탄소나노튜브 나노유체의 파울링 현상에 따른 열적 특성에 대한 연구

  • Mun, Ji-Eun;Kim, Yeong-Hun;Kim, Nam-Jin
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.383.1-383.1
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    • 2016
  • 열전달 시스템에서 임계 열유속 발생 시 시스템의 물리적 손상을 야기하기 때문에 비등 열전달에서 임계 열유속은 열전달 시스템의 한계 또는 안전성을 나타낸다. 따라서 열전달 시스템의 안정성을 위해서는 임계 열유속 향상이 필수적이다. 최근에는 나노유체를 열전달 시스템에 적용할 경우 임계 열유속이 증가한다고 보고되었다. 하지만 나노유체는 원전 및 각종 열전달 시스템에 적용 시 나노입자가 열전달 표면에 침착되는 파울링 현상을 발생시킬 수 있으며, 이 때문에 시스템의 열효율이 크게 감소할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 열전달 시스템에 나노유체를 적용했을 때, 나노유체의 침착현상이 시스템에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 유속과 코팅시간이 증가할수록 산화처리된 다중벽 탄소나노튜브 나노유체의 임계 열유속이 크게 증가하고 있음을 확인할 수 있다. 하지만 나노입자 침착정도와 유속이 증가할수록 비등 열전달 표면과 유체의 포화온도의 차이인 과열도가 상당히 크게 증가함을 알 수 있었으며, 열전달 계수는 순수 물의 0 m/s의 비등 열전달 계수와 비교하면 감소하는 것을 확인하였다.

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Consideration about Optimal Threshold in PIM-SM (PIM-SM에서의 최적의 임계치에 관한 고찰)

  • Kim, T.H.;Lee, Y.S.;Kim, T.H.;Park, H.L.;Lee, K.H.
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2002.11b
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    • pp.1663-1666
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    • 2002
  • PIM-SM은 특정 라우터를 RP(Rendezvous Point)로 설정하여 이 RP를 루트로 하고 한 그룹 내에서 공유하는 RPT(RP-rooted Shared Tree)를 사용한다. 초기에는 RPT를 통해 전송이 이루어지지만 마지막 홉 라우터에 트래픽 임계치의 값이 설정되어, 한 그룹에 대한 임계값이 초과되었을 경우 RPT에서 수신자가 소스를 루트로하는 SPT(Shotrest Path Tree)로 트리 전환을 시도한다. 그러나 RPT에서 SPT로 전환하는 동안 네트워크 내부의 전송상태 결여로 인해 패킷손실이 발생하고 소스의 데이터 패킷이 수신자에게 전달되지 못한 가능성이 발생한다. 본 연구에서는 유동적인 망의 전송되는 데이터의 양이 일시적으로 증가했을 때 임계치의 값에 따른 패킷 손실율을 조사하여 최적의 임계피를 찾아낸다.

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