• Title/Summary/Keyword: 질량유량

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디퓨져의 확대각이 임계노즐 유동에 미치는 영향

  • 김재형;김희동
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.31-32
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    • 2002
  • 임계노즐(critical nozzle)은 유동을 유로 최소단면부에서 초크시켜, 질량유량을 계측하기 위한 일종의 유체기구로, 최근 다양한 분야에서 널리 활용되고 있다. 압축성 기체역학의 관계식에 의하면, 임계노즐을 통하는 기체유동의 이론적인 질량유량은 노즐 목의 직경, 노즐 상류의 온도와 압력 그리고 기체의 비열비 등의 함수로 주어진다 그러나 실제 유동에서는 점성과 열전달 등의 초과로 인하여, 이론적 질량 유량과 실제유량의 비 즉 유출계수(discharge coefficient)의 값은 1.0으로 되지 않는다.

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Mass Flow Rate Measurement of Pulsating Flow in a Twin-Scroll Turbocharger (트윈스크롤 터보과급기에서 맥동유동의 질량유량 측정)

  • Chung, Jin-Eun;Jeon, Se-Hun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.20 no.12
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    • pp.723-729
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    • 2019
  • Turbochargers are an effective device to reduce the fuel consumption. In this study, the mass flow rate of pulsating flow in the twin-scroll turbocharger for the gasoline engine of passenger vehicles was measured. Pulsating flow was achieved using a pulse generator and the mass flow rate of the unsteady pulsating flow was analyzed by comparing it with those of the steady flow. The pulse generator consisted of a rotating upper plate and a fixed lower plate. To measure the mass flow rate of unsteady flow, the orifice flow meter equipped with the difference pressure transducer was used. To analyze the low speed performance of the turbocharger, the measurement was carried out in the speed of turbocharger from 60,000rpm to 100,000rpm. The mass flow parameters of the unsteady pulsating flow showed a large difference compared to those of the steady flow. Those of the unsteady flow showed the hysteresis loop surrounding the mass flow parameters of the steady flow and the maximum variation of the mass flow parameters were 5.0 times those of the steady flow. This phenomenon is the result of the filling and emptying the turbine volute space due to pulsating flow.

Numerical analysis according to evaporator type (증발기 형태에 따른 수치적 해석)

  • Kim, Dae Yeong;Kim, Moon Ki;Yun, Hong Sun
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.103-103
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    • 2017
  • 증발기의 형태에 따라 수치적 해석을 진행하면서 최적의 효율을 나타낼 수 있는 증발기를 설계하는 것이 중요하다. 증발기의 수치적 해석은 EES 프로그램을 이용하여 진행되었으며, 계산의 검증은 자사의 제품의 성능과 비교하면서 검증하였다. 증발기의 수치적 해석의 구성은 지배방정식과 연속방정식을 이용하여, 냉매의 총괄열전달계수, 관내외벽의 열전도율, 공기의 총괄열전달계수를 이용하여 총괄열전달계수를 계산하였으며, 총괄열전달계수를 이용하여 증발기의 열량을 계산하였다. 증발기의 수치적 해석과 자사 제품 5개의 제품과 비교하였고, 평균적으로 약 10%의 오차율을 보였다. 신뢰성이 확보된 계산식을 이용하여 Fin의 간격, 단위 질량유량, 열 교환 코일 길이, 풍량의 조건을 각각 변동시켜 증발기 열량 비교를 하며 경향성을 고찰하였다. Fin의 간격을 1mm에서 20mm으로 0.5mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 핀 간격이 좁으면 공기 유속이 빨라져 열 교환 효율이 낮아지며, 반대로 넓어지면 냉매 유량에 비해 공기 유량이 많기 때문에 열 교환 효율이 낮아진다. 열 교환 코일 길이를 500mm에서 2400mm으로 50mm 간격으로 변화 시켰을 경우, 열 교환 코일 길이가 길어질수록 배관의 마찰력과 냉매의 온도 상승으로 인하여 공기 온도와의 온도 차이가 줄어들어 열 교환 효율은 낮아진다. 풍량을 20cmm에서 400cmm으로 10cmm 간격으로 변화 시켰을 경우, 일정 풍량 이상 올라가면 공기 유속이 빨라져서 열량이 낮아지는 경향을 보인다. 질량유량을 3g/sec에서 174g/sec으로 4.5g/sec 간격으로 변화 시켰을 경우, 질량 유량에 따라 비례적으로 열량이 높아지는 경향을 보이다가 일정 질량 유량 이상에서는 공기 풍량에 비해 냉매 유량이 많기 때문에 반비례적으로 열량이 낮아진다. 이처럼 증발기의 설계는 Fin 간격, 열 교환 코일 길이, 풍량, 질량유량 등을 복합적으로 고려하여 증발기 설계를 해야 하며, 저장고의 크기, 부하, 사용목적에 따라 최적화된 증발기를 설계하여야 한다.

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Comparison of Characteristics of Outflow Hydrograph Using the Linear and Nonlinear Muskingum-Cunge Methods (선형과 비선형 Muskingum-Cunge법에 의한 유출곡선의 특성 비교)

  • Kim, Jin-Su;Kim, Jin-Hong
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.32 no.4
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    • pp.417-426
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    • 1999
  • A series of numerical experiments is performed to compare the characteristics of outflow hydrograph using linear and nonlinear Muskingum-Cunge methods for two cases: (a) sinusoidal inflow hydrographs and (b) rainfall inputs. The nonlinear method shows the steepening of the rising limb, coupled with a corresponding flattening of the receding limb. The linear method conserves mass exactly. In contrast, the nonlinear method is subject to a gain and a loss of mass. The loss of mass and the subsidence of peak outflow increases with a mild slope, a small baseflow $q_b$ and a large peak inflow to baseflow ratio $q_p/q_b$. A shock wave and associated numerical instability results in the increase of mass for a steep slope and a large $q_p/q_b$ ratio. While the linear method depends on the reference flow per unit-width, the nonlinear method depends on a baseflow and the $q_p/q_b$ ratio. It is found that, unlike for the sinusoidal inflow, the outflow for the rainfall inputs conserves mass fairly exactly in the nonlinear method.

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Optimal Nozzle Design of Bladeless Fan Using Design of Experiments (실험계획법을 이용한 날개 없는 선풍기의 노즐 형상 최적 설계)

  • Jeong, Siyoung;Lee, Jongsoo;Yoon, Jaehyun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.41 no.8
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    • pp.711-719
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    • 2017
  • Bladeless fan is becoming increasingly popular owing to its advantages, such as improved safety, easy to clean, and attractive shape. However, many people are reluctant to purchase it because of several disadvantages, such as noise and moderate wind; therefore, research on how improve wind generation without increasing the motor speed is required. This study investigates the optimization of the shape of the nozzle and nearby surface using CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation, ANSYS fluent. The results are analyzed by ANOM (analysis of mean) and interaction analysis; therefore this study suggests the variables of affecting Coanda effect and satisfy the govern equation, the conservation of momentum. The optimal combination was found through a predictive equation. In this study, factors and levels that affect the mass flow rate were selected and experimental points were arranged using the orthogonal array table. The value of the mass flow rate was confirmed by ANSYS fluent, which is a CFD program. Through the ANOM, it was confirmed that the nozzle distance is the most influential parameter affecting the mass flow rate. Furthermore, the mass flow rate obtained from the predictive equation and the mass flow rate from the CFD correspond to the largest values. Results from this study confirmed that the mass flow rate is increased by a change in the shape, even if the motor speed did not increase.

Papers : A Study of Numerical Impinging Jet Models for a Like - doublet Injector of Liquid Rockets (논문 : 액체 로켓의 Like - doublet 인젝터의 충돌 제트 수치 모델에 대한 연구)

  • Park,Jong-Hun;Jeong,Gi-Hun;Yun,Yeong-Bin;Kim,Yeong-Han;Lee,Su-Yong
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.3
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    • pp.64-76
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    • 2002
  • 기존의 이론적 연구와 실험적 연구를 바탕으로 충돌 제트의 수치 모델을 개발하였다. 본 모델은 like-doublet 충돌제트로부터 생성되는 액적의 모든 특성을 액막이 분열되는 시점에서 결정한다. 액적 특성을 결정하기 위해 이론적 연구로부터 얻어진 액막 두께, 액주의 직경, 액적 크기와 실험적 연구로부터 얻어진 액막/액적 속도, 액막 분열 거리, 분열 주파수, 액적 질량 유량 분포를 이용하였다. 액적의 질량 유량 분포는 Laplace 분포로부터 표준 편차를 이용하여 모사하였다. 또한 실험 결과를 이용하여 액막 분열 거리, 분열 주기, 표준 편차에 대한 경험식을 유도하였다. 개발된 모델은 정성적인 분무 패턴뿐만 아니라 정량적인 SMD 및 질량 유량 분포에서 실험 결과와 잘 일치한다.

Development of Turbine Mass Flow Rate Model for Variable Geometry Turbocharger Using Artificial Neural Network (인공신경망을 이용한 가변 기구 터보차저의 터빈 질량유량 모델링)

  • Park, Yeong-Seop;Oh, Byoung-Gul;Lee, Min-Kwang;SunWoo, Myoung-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.34 no.8
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    • pp.783-790
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    • 2010
  • In this paper, we propose a turbine mass flow rate model for a variable geometry turbocharger (VGT) using an artificial neural network (ANN). The model predicts the turbine mass flow rate using the VGT vane position, engine rotational speed, exhaust manifold pressure, exhaust manifold temperature, and turbine outlet pressure. The ANN is used for the estimation of the effective flow area. In order to validate the results estimated by the proposed model, we have compared estimation results with engine experimental results. The results, in addition, represent improved estimation accuracy when compared with the performance using the turbine map.

A Study on the Characteristics of Heat Exchanger in Air-Conditioning System using Alternative Retrigerants (대체냉매를 사용하는 공조기용 열교환기의 특성에 관한 연구)

  • 김남신;이은호;유재석;김기현;최윤호;김권진;김만회;황석렬
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.9 no.3
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    • pp.192-201
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    • 2000
  • 증발기와 응축기로 폐회로 냉동 시스템을 구성하여 기존 사용 냉매인 R22와 대체냉매로써 부각되고 있는 R407C, R410A를 사용하여 여러 가지 관 직경과 휜 형상을 가지는 열교환기에 대한 열전달량, 질량유량, 열교환기를 지나가는 냉매의 온도분포 그리고 공기측 압력강하를 측정하였다. 모든 열교환기에서 냉매의 질량유량이 증가함에 따라 열전달량은 증가하였다. R22와 R407C의 경우에 증발기측에서는 거의 같은 열전달량을 나타냈고 응축기측에서는 R407C가 전체적으로 열전달량이 높게 나타났다. 그리고 열교환기의 전달량은 유로의 형상보다는 냉매의 질량유량과 전열면적에 더 많은 영향을 받는다. 공기측 압력 강하는 열수가 많은 열교환기의 경우가 작게 나타났으며 슬릿휜을 가지는 열교환기의 압력강하가 가장 크고 웨이비휜을 가지는 열교환기가 가장 작게 나타났다.

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A Study of Design of $H_2O_2$/Kerosene Ignition Injector and Spray Characteristics (과산화수소/케로신 점화용 분사기 설계 및 분무특성에 관한 연구)

  • Kim, Bo-Yeon;Hwang, Oh-Sik;Lee, Yang-Suk;Ko, Young-Seong;Kim, Yoo;Kim, Sun-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.37-40
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    • 2009
  • This study was performed to design of $H_2O_2$/Kerosene catalyst ignition injector and cold flow test to measure the mass flow rate and spray angle. Mass flow rate and spray angle were measured by designed injector through cold flow test. Result of test kerosene mass flow rate was measured 12.88 g/s and 40 deg of spray angle at pressure drop 3 bar as same as design point. And hydrogen peroxide was measured 94.39 g/s at pressure drop 1 bar smaller than design point.

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An Experimental Study on the Mixing Flow Structure of Turbulent Cross Flow with Respect to the Ratio of Mass Flow Rate (난류충돌유동의 질량유량비에 따른 혼합유동구조에 관한 실험적 연구)

  • 이대옥;노병준
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.11
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    • pp.2150-2158
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    • 1992
  • This study was carried out to investigate the flow structure and mixing process of a cross mixing flow formed by two round jets with respect to the ratio of mass flow rate. This flow configuration is of great practical relevance in a variety of combustion systems, and the flow behaviour of a cross jet defends critically on the ratio of mass flow rate and the cross angle. The mass flow rate ratios of two different jets were controlled as 1.0, 0.8, 0.6, and 0.4, and the crossing angle of two round jets was fixed at 45 degree. The velocities issuing from jet nozzle with an exit diameter of 20mm were adjusted to 40m/s, 32m/s, 24m/s, and 16m/s, and the measurements have been conducted in the streamwise range of $1.1X_0$to $2.5X_0$ by an on-line measurement system consisted of a constant temperature type two channel hot-wire anemometry connected to a computer analyzing system. The original air flow was generated by a subsonic wind tunnel with reliable stabilities and uniform flows in the test section. For the analysis of the cross mixing flow structure in the downstream region after the cross point, the mean velocity profiles, the resultant velocity contours, and the three-dimensional profiles depending upon the mass flow rate ratio have been concentrately studied.