• 제목/요약/키워드: 환상 유동 영역

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수평동심 환원사이의 환상공간에서의 자연대류에 관한 수치 및 실험적 연구 (An Expermental and Numerical Study of Natural Convection in the Annuli between Horizontal Confocal Elliptic Cylinders)

  • ;이재헌;이택식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.160-168
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    • 1982
  • 수평으로 놓여진 2개의 동심타원 사이의 환상공간에서의 자연대류현상이 수치계산 및 실험적으로 연구되었다. 수치적 연구는 정상 2차원 층류유동영역에서 수행되었으며 유선 및 등온선이 구하여 졌다. 또한 특수한 경우로서 수평동심원 사이의 환상공간에 관한 기존연구와 비교하여 좋은 일치 를 보았다. 실험적 연구에서는 3개의 실험모델을 제작하였으며 마하젠더 간섭계에 의한 간섭사진 으로부터 등온선 분포를 얻었으며 아울러 유동에 관한 정보도 얻을 수 있었다. 실험과 수치계산 결과는 상당히 좋은 일치를 보였으며 기존 동심원환상공간에 편심율이 추가된 이론전개 및 수치 계산방법의 적합성을 알 수 있었고 이로서 환상공간에서의 자연대류에 관한 연구를 확장시켰다.

환상압연공정에서 측면유동에 의한 어미현상(Fishtailing)의 예측에 관한 연구 (Prediction of Fishtailing in Ring Rolling by the 3-D Rigid-Plastic Finite Element Method)

  • 양동열
    • 유변학
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    • 제4권1호
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    • pp.35-45
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    • 1992
  • 어미현상의 예측을 위하여 사각단면이 링을 환상압연하는 공정을 3차원 강소성 유 한요소법으로 해석하였다. 환상압연공정의 점진적이고 변형영역이 두롤 사이 근처로 국한되 므로 계산시간을 줄이기 위하여 두롤사이를 통과하는 부분만을 해석하였다. 변형도율의 분 포, 압연력, 구동롤의 토오크, 링과 롤 사이의 접촉면에서의 압력분포 및 변형된 링의 단면 모양을 계산하였다. 압연력, 구동롤의 토오크, 특히 변형된 링의 단면모양, 즉 어미현상은 계 산결과와 실험이 잘 일치하였다.

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얇은 수직 사각유로에서의 포화비등조건 임계열유속 예측 (Prediction of Critical Heat Flux for Saturated Flow Boiling Water in Vertical Narrow Rectangular Channels)

  • 최길식;장순흥;정용훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권12호
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    • pp.953-963
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    • 2015
  • 산업적으로 얇은 사각유로에서의 임계열유속을 포함한 열수력 현상을 이해하고 이를 시스템 설계에 반영해야 될 필요성이 증대되고 있다. 포화비등조건에서 임계열유속이 발생하는 주요기구는 일반적으로 환상유동 영역에서 액막이 건조되는 것이다. 이러한 임계열유속을 예측하기 위하여 원형관에 대한 대표적인 액막건조모델을 고찰하고 환상유동 시작 경계조건을 상수로 가정하는 기존 모델의 한계를 살펴보았다. 균일한 열유속으로 가열되는 얇은 수직사각유로 상향유동에서의 임계열유속을 예측하기 위하여 환상유동을 단순 모델링하고, 새로운 액막건조모델을 적용하였다. 284 개 실험데이타에 대한 예측성능을 확인한 결과 MAE 18.1%, RMSE 22.9% 예측오차로 실험데이타를 잘 예측할 수 있음을 확인하였다.

하이브리드 랩 방식 유압 서보 밸브의 스풀 변위에 따른 유동 천이 영역에 대한 연구 (Study on Flow-Shifted Region Depending on Spool Displacement in Hydraulic Servo Valve with Hybrid Lap)

  • 정황훈;윤소남;이성수;양주호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권3호
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    • pp.213-219
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    • 2013
  • 본 논문의 목적은 스풀 랜드(spool land)와 슬리브(sleeve) 사이의 정특성 방정식으로부터 스풀 밸브의 압력 특성과 유동특성을 구하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 스풀 랜드와 슬리브 사이의 유동을 환상간극 유동과 오리피스 유동, 그 중간의 천이 영역으로 나누고, 천이 영역의 유량계수를 길이에 따른 두 영역으로 나눈 선형 일차방정식으로 가정하였다. 스풀 밸브의 압력특성방정식을 구하기 위해 스풀의 중립지점에서부터의 변위에 따른 유동을 $q_a=q_b=0$의 조건으로부터 구하였으며, 스풀 밸브의 유량특성방정식을 구하기 위하여 스풀의 중립지점에서부터의 변위에 따른 유동을 $q_a=q_b$, $p_a=p_b$의 조건으로부터 구하였다. 구해진 수식의 타당성은 수치해석을 통해 실험식 및 기존논문과의 비교를 통해 확인하였다.

이상 유동 비등 시 마이크로 채널에서의 열전달 특성과 유동양식 조사 (Heat transfer characteristic and flow pattern investigation in micro-channels during two-phase flow boiling)

  • 최용석;임태우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권7호
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    • pp.696-701
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    • 2015
  • 본 연구에서는 깊이 0.2 mm, 폭 0.45 mm, 길이 60mm 그리고 채널의 개수는 15개인 마이크로 채널에서 이상 유동비등에 관한 실험을 수행하였다. 작동유체로는 FC-72가 사용되었으며, 실험은 질량유속과 열유속 각각 $200-400kg/m^2s$, $5-40kW/m^2$ 범위와 증기 건도 0.1-0.9 범위에서 수행되었다. 열전달 계수는 낮은 열유속에서는 급격하게 감소하였으며, 일정 열유속 이상에서는 거의 일정하게 유지되었다. 측정된 열전달 계수로부터 기존의 방법을 이용하여 기포류, 슬러그류, 천류 그리고 파형/환상류의 유동양식으로 분류하였다. 또한 분류한 유동양식의 결과를 파형/환상류 영역으로의 천이 기준과 비교하였다. 하지만 기존의 천이 기준으로는 본 연구의 실험결과를 만족스럽게 예측하지 못하였다.

세관내 R-22 and R-134a의 증발 유동양식과 열전달 (The Evaporation Flow Patterns and Heat Transfers of R-22 and R-134a in Small Diameter Tubes)

  • 손창효
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.275-283
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    • 2007
  • 본 논문은 세관(ID<7 mm) 내 R-22와 R-134a의 증발 열전달과 유동양식에 대한 실험적 연구이다. R-22와 R-134a의 유동양식을 관찰하기 위해 내경 2와 8 mm의 파이렉스 튜브를 사용하였고, 열전달 계수는 내경 1.77, 3.35, 5.35 mm의 수평 평활동관에 대해서 측정하였다. 증발 유동양식에서 내경 2 mm의 환상류 영역이 내경 8 mm에 비해 저건도 영역에서 발생하는 것을 확인할 수 있었고, 내경 2 mm의 유동양식은 Mandhane의 선도와 많은 오차를 보였다. 세관(ID<7 mm) 내 증발 열전달 계수는 종래의 대구경관(ID>7 mm)에 비해 관직경에 대한 영향이 많이 나타나는 것을 알 수 있었다. 내경 1.77 mm의 열전달 계수는 내경 3.36 mm와 5.35 mm에 비해서 20내지 30% 정도 높은 것을 나타났다. 또한 종래의 열전달 상관식(Shah's, Jung's, Kandlikar's and Oh-Katsuda's correlation)과 비교한 결과, 실험 데이터는 상관식과 많은 이탈 정도를 보였다. 따라서 실험데이타를 기초로 세관내 R-22와 R-134a에 적용할 수 있는 증발 열전달 상관식을 새로이 제안하였다.

응축부에 그루브를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Heat Transfer Characteristics for a Rotating Heat pipe with Grooves in Condenser Region)

  • 이진성;김철주;임광빈
    • 에너지공학
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    • 제9권4호
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    • pp.334-341
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    • 2000
  • 회전 히트파이프의 열 전달 특성은 내부 관벽에 형성되는 응축 액막 두께와 증발부로 귀한되는 응축액의 유동율에 의해 결정된다. 본 연구는 축 방향으로 그루브(groove)를 갖는 회전 히트파이프의 열 전달 성능에 대한 실험 연구로써, 그루브에 의한 효과를 파악하기 위해 2종류의 히트파이프를 제작하고 작동성은 시험을 수행하였다. 회전 히트파이프가 작동시, 원심력에 의해 그루브로 응축액의 유동을 촉진시키며, 따라서 응축부 벽면에 형성되는 액막 두께가 얇게 된다. 응축부에 그루브를 갖는 히트파이프의 열전달 계수는 풀 유동에서 2000~4000W/$m^2$$^{0}$ C, 환상 유동 영역에서 1500~2500W/$m^2$$^{0}$ C로써, 전체 원형단면을 갖는 히트파이프와 비교하여 약 1.5배 정도의 열저달 향상을 볼 수 있었으며, 열전달 한계는 약 40% 정도 향상되는 것으로 나타났다.

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균일 가열 수직 환상관에서 임계열유속조건 직전의 열전달계수에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Heat Transfer Coefficients just before Critical Heat Flux Conditions in Uniformly Heated Vertical Annulus)

  • 천세영;임창하;문상기;정문기;최영돈
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.330-336
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    • 2001
  • Water heat transfer experiments were carried out in a uniformly heated annulus with a wide range of pressure conditions. The local heat transfer coefficients for saturated water flow boiling have been measured just before the occurrence of the critical heat flux (CHF) along the length of the heated section. The trends of the measured heat transfer coefficients were quite different from the conventional understanding for the heat transfer of saturated flow boiling. This discrepancy was explained from the nucleate boiling in the liquid film of annular flow under high heat flux conditions.

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환상유동 영역에서의 수평관내 응축 열전달계수 예측 (Prediction of condensation heat transfer coefficients inside horizontal tube in annular flow regime)

  • 곽경민;배철호;정모;이상천
    • 설비공학논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.732-742
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    • 1998
  • Prediction method for heat transfer coefficients in a horizontal smooth tube with forced convection condensation is proposed. In this paper, the analogy between momentum and heat transfer was applied to an annular flow regime and the logarithmic velocity distribution is applied to describe the velocity profile within the liquid film. Prediction results are compared with those of experimental ones. The test refrigerants are R113, R22, R134a, R407C(R33/R125/R134a, 23/25/52 wt%), R410A(R32/R125, 50/50 wt%) and R134a+R123(R134a/R123, 85.5/14.5 wt%) which are used under operating conditions in a condenser of air-conditioner. The proposed prediction method shows good agreement with experimental data within$\pm 30%$ for pure refrigerants. For the mixture refrigerants including the ternary mixture refrigerant R407C, condensation heat transfer from this study are higher than those from experiments. By correcting the constant in two-phase frictional multiplier, the predicated heat transfer coefficients become similar to the experimental results.

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원통형 회전 히트파이프의 내부 유동 및 열전달 특성에 관한 연구 (A Study on the Internal Flow Patterns and Heat Transfer Characteristics for a Cylindrical Rotating Heat Pipe)

  • 이진성;이재준;김철주
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권9호
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    • pp.1217-1228
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    • 1998
  • In order to elucidate the operational characteristics of rotating heat pipes, the internal flow patterns and heat transfer performance are investigated. Flow patterns and its transition are studied with various rotational speeds by visualizing flows established inside a rotating tube. To verify those results of analysis, 2 heat pipes of the same geometries but fill charge rates of 7, 30% were manufactured and submitted to operating tests. Comparison of experimental results on heat transfer rate show a fairly good agreement with the analytical results. The analysis reveals that the optimum charge ratio is ranged in 4~7% depending on the quantity of thermal loads. but the heat pipe with 7% of fill charge ratio reached dry-out limitation at heat flux of $q^{{\prime}{\prime}}=6.2kW/m^2$ lower than that of analytic results. Transition of flow regime was well related to the correlation by Semena & Khmelev on transient centrifugal Froude Number Frc. But hysteresis phenomenon was observed in transition of flow regime, when the rotational speed was stepwisely changed in the way to undergo 1 cycle.