• 제목/요약/키워드: 입구 난류강도

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급확대-축소 연결부 주변의 원관 난류유동에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Turbulent Flow Field in a Sudden Expansion-Contraction Pipe Joint)

  • 박병서;성형진;정명균
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권6호
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    • pp.1269-1281
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    • 1989
  • 본 연구에서는 H를 고정하고 L을 변화시켜가며 내부의 유동구조가 어떻게 변하는가를 살펴보고, 특히 재부착이 일어나는 경우에는 급확대 부분만 존재하는 기존 실험결과와 비교분석하여 하류의 급축소부분이 전체 유동구조에 어떤 영향을 미치는가를 살펴보고자 한다. 실험에서 사용된 작동유체는 공기이며, 입구관 직경은 110mm, 급확대점과 급축소점사이의 연결부 직경은 220mm, 연결부의 길이는 L=300, 600 그리고 900mm의 3가지를 선택하였으며 기준속도는 입구관의 중심속도로 9.71 m/s이다. 입구직경(110mm)을 기준으로 한 Reynolds 수는 $R_{e}$=73,000 이고 입구관반경과 연결부반경의 차이인 계단높이(H=55mm)를 기준으로 하면 $R_{e=36}$ ,500이다. 연결부 의 급확대부분에서 입구관반경을 기준으로 한 반경확대비는 2이고 급축소부분의 반경 축소비는 1/2이다. 측정항목은 유동방향의 벽면압력분포, 유동방향의 평균속도분포 및 난류강도 등이며, L=900mm인 경우는 반경방향과 원주방향의 난류강도, Reynolds 전단응력도 측정되었다.

정4각덕트의 입구영역에서 난류정상유동의 실험해와 수치해의 비교에 관한 연구 (A Study on the Comparison Between Experimental and Numerical Analysis for Developing Turbulent Steady Flows in the Entrance Region of a Square Duct)

  • 고영하;박길문;봉태근
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제21권3호
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    • pp.236-245
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    • 1997
  • The flow characteristics of developing turbulent steady flow are investigated numerically and experimentally in the entrance region of a square duct ($40 mm{\times}40 mm$ and 4, 000 mm). The numerical anaysis are incorporated by finite- volume discretization with staggered grid system and SIMPLE algorithm. The numerical solution are compared with experimental results of mean velocity profiles, turbulence intensity and entrance length. For turbulent steady flow, the turbulent components in the velocity waveforms increase as the dimensionless transverse position approaches the wall. Thrbulence intensity increases as the dimensionless transverse position increases from the center to the wall of the duct for the developing turbulent steady flows. The entrance length of the turbulent steady flow is about 40 times as large as the hydraulic diameter under the present experimental condition.

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정4각덕트의 입구영역에서 난류 비정상유동에 대한 이론과 실험적 연구 (A Theoretical and Experimental Study on the Developing Turbulent Unsteady Flows in the Entrance Region of a Square Duct)

  • 고영하
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제22권5호
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    • pp.643-651
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    • 1998
  • Turbulent unsteady flows in the entrance region of a square duct are investigated with a hot-wire anemometer system. The velocity waveforms the mean and turbulence components of the axial velocity and the entrance length are obtained as a major characteristics of the developing turbulent unsteady flows. An inviscid flow theory is presented to describe the developing axial mean velocity profiles. A good agreement is seen between the measured and theoretically predicted values. The propagation of turbulence generated near the entrance of the square duct is satisfactorily approximated by an empirical correlation of the propagation of turbulence proposed so far. The local turbulence intensi-ty is found to be a little smaller in the accelerating phase than in the decelerating phase. The entrance length is about 60 times as large the hydraulic diameter.

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배열회수보일러(HRSG)의 입구유동 경계조건에 따른 유동특성 변화에 관한 연구 (A Numerical Analysis of Flow Characteristics in a Heat Recovery Steam Generator with the Change of Inlet Flow Conditions)

  • 김태권;이부윤;하지수
    • 한국가스학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.53-57
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    • 2011
  • 본 연구는 배열회수보일러(HRSG)에서의 유동특성을 유동수치해석을 통하여 분석하였다. HRSG 입구영역은 가스터빈 후류의 출구에 해당하고 가스터빈 후류는 강한 선회 및 난류 유동이다. 따라서 HRSG 입구 유동은 가스 터빈 출구 유동 특성이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 HRSG 입구 유동 경계조건을 가스터빈 출구 유동 해석을 통하여 도출된 결과를 이용하였다. 가스터빈 출구 유동해석 결과를 보면 축방향 속도가 가장 크게 나타나는 곳이 원형 덕트의 벽면 측이고 난류운동에너지와 소산율이 크게 나타나는 곳이 속도 구배가 급격한 곳으로 축방향 속도가 최대가 되는 곳과 차이가 있다. 본 연구에서는 HRSG 입구영역에서의 난류 성분을 가스터빈 출구 유동을 계산 한 결과를 이용한 경우와 난류강도를 속도의 10%를 이용하고 원형 덕트의 직경을 특성 길이로 사용한 두 가지 경우에 대하여 유동해석을 통하여 유동 특성을 비교하였다. 본 연구를 통하여 HRSG 입구 유동 경계조건은 반드시 난류성분이 올바르게 적용되어야 HRSG 유동 특성 해석의 정확성을 기할 수 있음을 알았다.

화염안정기 형상이 램제트 연소실에서의 슬롯 막냉각 특성에 미치는 영향 (Influence of Flame Holder on Film Cooling Effectiveness of Ramjet Combustor)

  • 이건우;송지운;조형희;황기영
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.315-320
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    • 2008
  • 본 연구에서는 화염 안정기 형상이 램제트 연소실에서의 단열 막냉각 효율에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 램제트 연소실 입구의 경사진 확장면의 끝에 화염안정기 형상을 설치하여 화염안정기에 의해 발생된 난류 유동이 다단 슬롯에 영향을 끼치도록 실험 장치를 구성하여, 화염안정기 형상을 탈부착 시키면서, 슬롯 출구 하류에서의 단열 막냉각 효율을 측정하였다. 화염 안정기를 설치하였을 경우 화염안정기에 의해 발생된 유동의 높은 전단력과 난류강도로 급격히 주유동과 혼합되어, 화염안정기가 설치되지 않은 경우에 비해 전체적으로 냉각 성능이 감소함을 결과를 통해 확인하였다.

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세로축 화염안정기 형상이 램제트 연소실에서의 열전달 특성에 미치는 영향 (Influence of the Vertical Flame holder on Heat Transfer Characteristics of Ramjet Combustor)

  • 양강모;이건우;송지운;조형희;황기영
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.305-309
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    • 2008
  • 본 연구에서는 화염 안정기 형상이 램제트 연소실에서의 단열 막냉각 효율에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 램제트 연소실 입구의 경사진 확장면의 끝에 화염안정기 형상을 설치하여 세로축 화염안정기에 의해 발생된 난류 유동이 다단 슬롯에 영향을 끼치도록 실험 장치를 구성하였다. 화염 안정기를 설치하였을 경우 화염안정기에 의해 발생된 유동의 높은 전단력과 난류강도로 인해 급격히 주유동과 혼합되어 화염안정기가 설치되지 않은 경우에 비해 전체적으로 냉각 성능이 감소함을 결과를 통해 확인하였다. 또한 각각의 경우 분사율을 높여주면 좀 더 양호한 막냉각 효율을 기대할 수 있었다.

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선회류를 동반한 급확대 원관내에서의 열전달 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of the Swiriling Flow and Heat Transfer Downstream of an Abrupt Explansion in a Circular Pipe with Uniform Heat Flux)

  • 권기린;장태현
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제18권4호
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    • pp.94-101
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    • 1994
  • 실험 데이터는 급확대비 3:1 팽창의 시험관에서의 실험결과를 나타내고 있으며, 실험에 이용된 동작유체로써는 공기가 사용되었다. 입구관에서 레이놀즈수는 60,000으로부터 120,000까지 변하게 하였고, 스월강도는 0으로부터 16까지 변화되게 하였다. 균일한 열 플럭스 경계조건이 사용되었는데, 그 결과 관벽온도 및 체적온도는 24$^{\circ}C$로부터 71$^{\circ}C$까지에 걸쳐 나타났다. 플롯상에 국소 Nusselt수는 최대 열전달점에서 정점을 이루는 모습을 보여 주고 있다. 스월강도가 0으로부터 최대값으로 증가 되었을때, 최고 Nusselt수의 위치는 시험관에서 4로부터 1스텝 하이트로 변경되는 것이 조사되었다. 이러한 최대 Nusselt수의 상류부 이동은 완전 발달된 유동에서의 값보다 2.2배에서 8.8배나 많은 그의 크기를 증가시킨다고 할 수 있다.

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재순환 영역이 램제트 연소실에서의 열전달 특성에 미치는 영향 (Heat Transfer Characteristics under Recirculation zone of Ramjet Combustor)

  • 이건우;오민근;함희철;황기영;조형희
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.9-17
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    • 2007
  • 본 연구에서는 램제트 연소실에서의 재순환 유동이 슬롯 막냉각에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 램제트 연소실 입구의 경사진 확장면 돌출부에 의해 발생된 재순환 유동이 다단 슬롯 중 첫 번째 슬롯에 영향을 미치도록 실험 장치를 구성하여, 슬롯 출구 하류에서의 속도장, 온도장 및 단열 막냉각 효율을 측정하였다. 재순환 유동의 영향에 들어가는 슬롯에서 분사된 냉각유체는 재순환 유동의 높은 전단력과 난류강도로 인해 분사 직후 급격히 주유동과 혼합되어, 재순환 영역에 포함되지 않은 슬롯보다 냉각 성능이 감소함을 결과를 통해 확인하였다.

노즐분공내 유체충돌이 있는 디젤노즐의 유동 및 분무특성 연구 (Characterization of the internal flow and fuel spray from an impinging flow nozzle)

  • 하성업;김흥열;구자예;류구영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제21권12호
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    • pp.1635-1646
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    • 1997
  • The nozzle length to diameter ratio of real diesel nozzles is about 2-8 which is not long enough for a fully developed and stabilized flow. The characteristics of the flow such as turbulence at the nozzle exit which affect the development of the spray can be enhanced by impinging the flow inside nozzle. The flow details inside the impinging nozzles have been investigated both experimentally and numerically. The mean velocities, the fluctuating velocities, and discharge coefficients in the impinging inlet nozzles, round inlet nozzle, and sharp inlet nozzle were obtained at various Reynolds number. The developing feature of the external spray were photographed by still camera and the droplet sizes and velocities were also measured by laser Doppler technique. The spray angle was greater and the droplet sizes near the spray axis were smaller with the impinging flow inside nozzle.

고선회 터빈 동익 팁 표면에서의 열전달 특성 (Heat Transfer Characteristics on the Tip Surface of a High-Turning Turbine Rotor Blade)

  • 이상우;문현석
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권3호
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    • pp.207-215
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    • 2008
  • The heat/mass transfer characteristics on the plane tip surface of a high-turning first-stage turbine rotor blade has been investigated by employing the naphthalene sublimation technique. At the Reynolds number of $2.09{\times}10^5$, heat/mass transfer coefficients are measured for the tip gap height-to-chord ratio, h/c, of 2.0% at turbulence levels of Tu = 0.3 and 14.7%. A tip-surface flow visualization is also performed for h/c = 2.0% at Tu = 0.3%. The results show that there exists a strong flow separation/re-attachment process, which results in severe local thermal load along the pressure-side corner, and a pair of vortices named "tip gap vortices" in this study is identified along the pressure and suction-side tip corners near the leading edge. The loci and subsequent development of the pressure- and suction-side tip gap vortices are discussed in detail. The combustor-level high inlet turbulence, which increases the tip-surface heat/mass transfer, provides more uniform thermal-load distribution.