최근들어 1km이상의 장대터널건설이 급증하는 추세이고 이로 인해 터널내 화재가 발생하면 터널내부는 외부와의 통로가 한정되고 고립된 공간이므로 화재로부터 발생되는 연기와 열로 대형인명사고가 발생 가능성이 높아지고 있다. 그러므로 고속도로 터널의 경우, 터널화재에 대비한 방재시스템을 구축하고 있지만 터널의 장대화, 화물운송차량의 대형화, 운반물류의 다양화에 따라 가연물의 규모, 터널내 기류등 다양화된 제반조건을 세부적으로 고려한 화염확산 형태 및 연기유동 메카니즘에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 고속도로 터널 실물화재실험을 수행하여 화재발생시 터널내부의 온도분포, 풍속, 연기거동 특성을 분석하였다.
A boiling heat transfer is used in various industry such as power generation systems, heat exchangers, air-conditioning and refrigerations. In the boiling heat transfer system, the critical heat flux (CHF) is the important factor, and it indicated safety of the system. It has kept up studies on the CHF enhancement. Recently, it is reported the CHF enhancement, when working fluid used the nanofluid with high thermal properties. But it could be occurred nanoflouling phenomenon from nanoparticle deposition, when nanofluid applied the heat transfer system. And, it is reported that the safety and thermal efficiency of heat transfer system could decrease. Therefore, it is compared and analyzed to the CHF and the boiling heat transfer coefficient on effect of artificial nanofouling (coating) in oxidized multi-wall carbon nanotube nanofluids. As the result, the CHF of oxidized multi-wall carbon nanofluids and the CHF of artificial nanofouling in the nanofluids increased to maximum 99.2%, 120.88%, respectively. A boiling heat transfer coefficient in nanofluid increased to maximum 24.29% higher than purewater, but artificial nanofouling decreased to maximum -7.96%.
본 연구에서는 Rheometrics Fluids Spectrometer(RFS II)를 사용하여 세 종류의 상용 반고형 식품(마요네즈, 토마토 케찹, 와사비)의 정상유동특성 및 소진폭 전단변형하에서의 동적 점탄성을 광범위한 전단속도와 각주파수 영역에서 측정하였다. 이들 측정결과로부터 정상유동특성의 전단속도 의존성 및 동적 점탄성의 각주파수 의존성을 보고하였다. 그리고 항복응력의 항을 갖는 몇 가지 점소성 유동모델을 사용하여 정상유동특성을 정량적으로 평가하고 이들 모델의 적용성을 비교.검증하였다. 나아가서 수정된 형태의 지수법칙 관계식을 도입하여 정상유동특성(비선형 거동)과 동적 점탄성(선형 거동)간의 상관관계에 대해 검토하였다. 이상의 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 반고형 식품류는 상당한 크기의 항복응력을 갖는 점소성 물질로서 전단속도가 증가할수록 정상류점도가 급격히 감소하는 shear-thinning 거동을 나타낸다. (2) Herschel-Bulkley 모델, Mizrahi-Berk 모델 및 Heinz-Casson 모델은 반고형 식품류의 정상유동거동을 잘 기술할 수 있다. 이들 중에서도 Heinz-Casson 모델이 가장 우수한 적용성을 갖는다 (3) 반고형 식품류는 임계 전단속도를 경계로 shear-thinning 특성이 변화한다. 즉 낮은 전단속도에 비해 높은 전단속도 영역에서 분산입자 응집체의 구조파괴가 더욱 활발하게 진행되어 보다 현저한 shear-thinning 특성을 나타낸다. (4) 저장 탄성률 및 손실탄성률은 양자 모두 각주파수가 증가할수록 점차로 증가하나 각주파수 의존성은 그다지 크지 않다. 또한 광범위한 각주파수 영역에서 탄성적 성질이 점성적 성질에 비해 보다 우세하게 나타난다. (5) 정상류점도, 동적점도 및 복소점도는 모두 power-law 모델의 거동을 잘 만족한다. 또한 정상유동특성과 동적 점탄성간의 상관관계는 수정된 형태의 지수법칙 관계식에 의해 잘 기술될 수 있다.
Critical heat flux refers to the sudden decrease in boiling heat transfer coefficient between a heated surface and fluid, which occurs when the phase of the fluid near the heated surface changes from liquid to vapor. For this reason, critical heat flux is an important factor for determining the maximum limit and safety of a boiling heat transfer. Recently, it is reported that the nanofluid is used as a working fluid for the critical heat flux enhancement. However, it could be occurred nano-flouling phenomena on the heat transfer surface due to nanoparticles deposition, when the nanofluid is applied in a heat transfer system. In this study, we experimentally carried out the effects of the nano-fouling phenomena in oxidized multi-wall carbon nanotube and oxidized graphene nanofluid systems. It was found that the boiling heat flux decreased by hourly 0.04 and $0.03kW/m^2$, also the boiling heat transfer coefficient decreased by hourly 11.56 and $10.72W/m^2{\cdot}K$, respectively, in the thermal fluid system using oxidized multi-wall carbon nanotube or oxidized graphene nanofluid.
The major parameters governing the fluid dynamical and thermo-dynamical behavior in the large pipeline network system are friction loss and the pipeline length. But in local pipeline networks and relatively short distance pipeline system, secondary loss and the considerations of the moving states of the fluid machine are also important. One of the major element in local pressure control system is pressure regulator. It causes the variations of the physical properties in that pipeline system. Especially, as there is not enough information to obtain reliable physical property values such as density, temperature etc. at the downstream of the pressure regulator, It is hard to calculate accurate solution in the pipeline network analysis. In this study, some numerical approaches to investigate the critical-flow-characteristics of the pressure regulator have been done and the detail examinations and considerations of the pressure regulator as a pipeline network elements according to the variations of the inlet-outlet pressure ratio have been carried. Finally the flow-flied distributions, relations and critical-flow-characteristics have been studied. in detail and the 1D analytic method to analyze critical pipe flow have been investigated
The major parameters governing the fluid dynamical and thermo-dynamical behavior in the large pipeline network system are friction loss and the pipeline length. But in local pipeline networks and relatively short distance pipeline system, secondary loss and the considerations of the moving states of the fluid machine are also important. One of the major element in local pressure control system is pressure regulator. It causes the variations of the physical properties in that pipeline system. When it is under working, the accurate analysis of the flow properties is so difficult. In this study, some numerical approaches to investigate the critical-flow-characteristics of the pressure regulator have been done according to the variations of the opening ratio or cross-sectional area and the detail examinations and considerations of the pressure regulator as a pipeline network elements have been carried. Finally the flow-flied distributions and critical-flow-characteristics have been presented in detail and the critical flow phenomena and the relation to the opening ratio or cross-sectional-area ratio have been studied.
The aim of the study is to provide fundamental information for the development of magneticfluid actuator. To achieve the aim, the force and dynamic characteristics of magenticfluid are investigated by experiment for the various of tube diameter, height and position of magneticfluid column in magneticfield according to supplied voltage of solenoid coil, wave form and frquency. From this study, actuating force of magneticfluid is generated by magneticfield. The magnitude of force increases as the intensity of magneticfield becomes strong and the center of magneticfield becomes lower than the center of magneticfluid column. And the force of magneticfluid relates to the volume of magneticfluid more than the height and diameter. The response delay time decreases as the height of magmeticfluid more than the height and diameter. The response delay time decrease as the height of magneticfluid column becomes longer and the center of magneticfield becomes lower than the center of magniticfluid column. But, the approaching time increases as supplied voltage becomes higher and the center of magneticfiled becomes higher than the center of magniticfluid column. The frequency generating maximum force is 1Hz and the critical frequency is about 4Hz.
This paper represents the numerical study on Taylor flow according to the radius ratio and the angular velocity for flow between tow cylinder. The numerical model is consisted of two cylinder which inner cylinder is rotating and outer cylinder is fix, and the axial direction is used the cyclic condition because of the length for axial direction is assumed infinite. The diameter of inner cylinder is assumed 86.8 mm, the numerical parameters are angular velocity and radius ratio. The numerical method is compared with the experimental results by Wereley, and the results are very good agreement. The critical Taylor number is calculated by theoretical and numerical analysis, and the results is showed the difference about ${\pm}10\;%$. As $Re/Re_c$ is increased, Taylor vortex is changed to wavy vortex, and then the wave number for azimuthal direction is increased. Azimuthal wave according to the radius ratio is showed high amplitude and low frequence in case of small radius ratio, and is showed low amplitude and high frequence in case of large radius ratio.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제23권6호
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pp.770-777
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1999
In this study a phase diagram has been used to investigate the unsteadiness of two-dimensional lid-driven closed flows within a square cavity for twelve Reynolds numbers; $7.5{\times}10^3,\; 8{\times}10^3,\; 8.5{\times}10^3,\; 9{\times}10^3,\; 9.5{\times}10^3,\; 10^4,\;1.5{\times}10^4,\;2{\times}10^4,\; 3{\times}10^4,\; 7.5{\times}10^4$ and $10^5$. The results indicate that the first critical Reynolds number at which the flow unsteadiness of sinusoidal fluctuation appears from the temporal variation of total kinetic energy curves is assumed of sinusoidal fluctuation appears form the temporal variation of total kinetic energy curves is assumed to be in the neigh-bourhood of $Re=8.5{\times}10^3$ The second critical Reynolds number where the periodic amplitude and frequency collapse to random disturbance being existed around $Re=1.5{\times}10^4$ The exponentially decreasing vortices formed at the lower two corners are found commonly at the time-mean flow pattern of $Re=3{\times}10^4$.
고온고압에서 운전되는 IGCC용 분류층 석탄가스화기는 석탄에 포함된 회 성분을 대부분 용융 슬래그 형태로 가스화기 벽을 타고 흘러내리게 하여 가스화기 하부로 배출시킨다. 이러한 용융 슬래그를 원활하게 배출시키는 것은 가스화기의 안정적인 운전에 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 슬래그 층 내의 물질수지, 운동량 및 에너지 보존을 고려하여 석탄가스화기내의 슬래그 거동을 해석할 수 있는 모델 식을 유도하였다. 유도된 슬래그 거동 모델 식들을 적용하고 가스화기의 형상을 고려하여 가스화기 내부에서의 슬래그 거동을 해석하였다. 또한 슬래그 물성치들인 슬래그 점도, 슬래그 비열, 슬래그 밀도, 슬래그 열전달 계수 등을 슬래그의 조성 변화에 따라 별도로 산정하여 슬래그 해석의 입력 데이터로 사용하였다. 슬래그에 첨가되는 석회석의 비율을 해석의 주요 변수로 사용하여 가스화기 하부에서 용융 슬래그 및 고체 슬래그 두께, 용융 슬래그 층 내부에서의 슬래그 점도분포 및 슬래그 속도분포 등 슬래그 거동의 주요 특성들을 예측하였다. 해석결과로 석탄에 석회석의 첨가량을 증가시키면 슬래그의 임계점도온도(temperature of critical viscosity)와 점도가 낮아지므로 가스화기 벽면에서의 용융 슬래그의 유동속도는 빨라지며, 고체 슬래그와 용융 슬래그의 두께가 감소하는 것을 정량적으로 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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