• 한국분무공학회지
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• 제3권4호
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• pp.1-7
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• 1998

The measurement of breakup length of viscous liquid jet in stagnant air was conducted by a 3CCD digital video camera. The nozzle diameters of 4, 6, 8mm with L/d=50 were selected and the dynamic viscosity of viscous liquid made of glycerine and water was in the range of $1.061\times10^{-6}m^2/s$ to $4.935\times10^{-5}m^2/s$. The critical velocity is decreased and the breakup length is increased with the increase of nozzle diameter at the same dynamic viscosity of liquid. At the same nozzle diameter, the breakup length and the critical velocity are both increased with the increase of dynamic viscosity of liquid. It is found in the theoretical analysis that the initial disturbance level is the main cause of occurrance of critical Reynolds number in the stability curve. The comparison of experimental critical Reynolds number and the empirical correlation by Tanasawa and Toyota reveals the relatively good agreement.

• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.309-316
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• 1999

본 연구에서는 오리멀젼을 연료로 하는 가스화기를 대상으로 전산유체역학 방법론을 적용하여 연료의 가스화 반응 특성을 파악하고자 하였다. 특히, 산화제의 양에 따른 가스화기내 생성 가스의 농도 분포를 예측해 보고, 분무되는 오리멀젼 액적의 직경 및 분사 각도, 그리고 연료 주입구에서의 유입 속도 변화등 연료의 유입 조건에 따른 반응장의 유동 특성을 고찰해 보았다. 본 연구에서는 산화제와 오리멀젼의 비가 0.88일 때 가스화 반응이 가장 활발히 진행되어 연료로서 효용 가치가 있는 CO, H$_2$의 농도가 출구에서 높게 나타났으며, 오리멀젼 액적의 직경이 작을수록 반응성이 좋았고, 분무 각도가 45$^{\circ}$로 유입될때 혼합 효과가 증대되었다. 따라서, 액적을 연료로하는 가스화기 운전시 유입되는 액적의 직경은 수십$\mu\textrm{m}$로 무화시켜 반응시키고, 벽면쪽으로 액적이 치우치지 않도록 적절한 각도로 분무시켜주는 것이 전체시스템의 효율을 항상시킬 수 있는 방안이라고 판단되었다. 또한 선행된 해석 결과를 토대로 100톤/일급 고온.고압 플랜트에 대한 해석을 수행하여 봄으로써 적절한 오리멀젼 가스화기 운전 조건의 기본 자료를 확보하고자 하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.528-533
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• 2001

An experimental study is carried out to investigate the effects of air and water mass flow rates on cooling characteristics of mist impinging jet on a flat plate. Experiments are conducted with air mass flow rates from 0.0 to 3.0 g/s, and water mass flow rates from 5.0 to 20.0 g/s. An air-atomizing nozzle is used for the purpose of controlling air and water mass flow rates. In this study, a new test section is designed to obtain local heat transfer coefficient distributions. Heat transfer characteristics of the mist impinging jet are explained with the aid of flow visualization. Surface temperature and heat transfer coefficient distributions become more uniform as air mass flow rate increases, and that the increases in water flow rate mainly enhance cooling performance. Air mass flow rate weakly influences averaged heat transfer coefficient when water mass flow rate is low, but averaged heat transfer coefficient increases remarkably as air mass flow rate in case of high water mass flow rate.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권4호
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• pp.511-517
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• 2003

An experiment is conducted to investigate the effect of air and water mass flow rates on cooling characteristics of mist impinging jet on a flat plate. The air mass flow rate ranges from 0.0 to 3.0 g/s, and water mass flow rates from 5.0 to 20.0 g/s. An air-atomizing nozzle is used fur the purpose of controlling air and water mass flow rates. The test section is designed distinctively from previous works to obtain local heat transfer coefficient distributions. Heat transfer characteristics of the mist impinging jet are explained with the aid of flow visualization. Surface temperature and heat transfer coefficient distributions become more uniform as air mass flow rate increases. The water flow rate provides substantial contribution to enhancement of cooling performance. On the other hand, The air mass flow rate weakly influences the averaged heat transfer rate when the water mass flow rate is low, but the averaged heat transfer rate Increases remarkably with the air mass flow rate in case of the high water mass flow rate.

• 한국분무공학회지
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• 제19권4호
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• pp.174-181
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• 2014

This study investigates the effects of nanoparticle size and temperature on the thermal conductivity enhancement of water-based alumina ($Al_2O_3$) nanofluids, using the centrifuging method and relative centrifugal forces of differing magnitude to produce nanofluids of three different particles without involving any dispersants or surfactants. We determined the coupling dependency in thermal conductivity enhancement relative to nanoparticle size and temperature of the alumina nanofluids and also experimentally showed that the effect of temperature on thermal conductivity is strongly dependent on nanoparticle size. Also, our experimental data presented that the effective medium theory models such as the Maxwell model and Hasselman and Johnson model are not sufficient to explain the thermal conductivity of nanofluids since they cannot account for the temperature- and size-dependent nature of water-based alumina nanofluids.

• 한국분무공학회지
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• 제14권3호
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• pp.131-138
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• 2009

In the present study, spread-recoil behavior of a drop of shear-thinning liquid (xanthan solution) on a dry wall (polished stainless-steel plate) was examined and compared with that of Newtonian liquid (glycerin solution). Nine different kinds of xanthan and glycerin solutions were tested, including three pairs of xanthan and glycerin solutions, each having the same viscosity in low shear rate region ($10^{-2}-10^0\;l/s$). The drop behavior was visualized and recorded using a CCD camera. The maximum diameter and the spreading velocity of the xanthan drops turned out to be significantly larger and the time to reach their final shape was much shorter compared to the cases with the glycerin solutions, due to the smaller viscous dissipation resulted from lower viscosity in the higher shear rate region (>$10^0\;l/s$). As a result, the maximum diameters were measured to be larger than the predicted values based on the model proposed for Newtonian liquids, and the deviation was more pronounced with the solution with the larger viscosity variation. Consequently, viscosity variation with the shear rate was found to be a dominant factor governing the spread-recoil behavior of shear-thinning drops.

• 한국분무공학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-8
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• 2021

Droplet evaporation has been known as a common phenomenon in daily life, and it has been widely used for many applications. In particular, the influence of the different heated substrates on evaporation flux and flow characteristics is essential in understanding heat and mass transfer of evaporating droplets. This study aims to simulate the droplet evaporation process by considering variation of thermal property depending on the substrates and the surface temperature. The commercial program of ANSYS Fluent (V.17.2) is used for simulating the conjugated heat transfer in the solid-liquid-vapor domains. Moreover, we adopt the diffusion-limited model to predict the evaporation flux on the different heated substrates. It is found that the evaporation rate significantly changes with the increase in substrate temperature. The evaporation rate substantially varies with different substrates because of variation of thermal property. Also, the droplet evaporates more rapidly as the surface temperature increases owing to an increase in saturation vapor pressure as well as the free convection effect caused by the density gradient.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.5-5
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• 2000

액체 추진 로켓 엔진의 고주파 연소 불안정 관련 이론은 대체로 연소기 내부의 음향 공명 모드와 분무 연소 과정의 상호 작용을 구동 메커니즘으로 전제하며 Rayleigh Criterion의 재해석에 기초하여 불안정성 평가를 위한 매개변수를 도입하고 연소 불안정성을 예측한다. 여기에는 음향장 분석 이론, 음향 불안정 이론, 연소응답 및 기화반응 이론 등이 포함된다. 본 연구에서는 LOX/RPl 추진제 조합의 액체 추진 로켓 엔진 연소기를 대상으로 다차원 순수 음향장 해석과 연소-음향장 분석을 통해 대상 엔진의 고주파 연소 불안정 특성을 예측하였다. 수동 제어 기기인 음향공 설치에 따른 연소기의 음향장 및 연소-음향장의 특성 변화를 고찰하고 위 결과를 종합하여 음향공의 연소 불안정 억제 성능 및 대상 엔진의 연소 불안정성을 평가하였다. 연소기 형상 및 음향공 설치에 따른 다차원 순수 음향장 해석은 상용코드인 ANSYS를 사용하여 수행하였다. 내부 유체는 압축성, 비점성 유체로 유체의 평균 유동은 무시하며 위치에 관계없이 균일한 물성치를 부여하였다. 정상상태 연소과정을 가정하고 평형 화학을 이용한 분석 결과로부터 연소 기체의 관련 물성치를 결정하였다. 연소기 길이 방향, 반경 방향, 원주 방향 격자점들의 음향 특성을 주파수 영역에 대해 해석하고 3차원 음향 모드 형상을 토대로 음향장을 분석하였다. 연소-음향장 해석은 음향 불안정 이론 중 n- $\tau$ 2 매개변수 기법을 사용하였다. 연료 액적의 분무 연소 과정을 1차원적으로 가정하고 정상상태의 평형 화학 계산 결과를 이용하여 엔진의 연소면을 1차원적으로 설정하였다. 상류 연소응답과 중립 안정 곡선을 토대로 대상 엔진의 연소 불안정 특성을 분석하였다.구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14)

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권4호
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• pp.40-45
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• 2016

The numerical simulation has been performed to predict the performance of the fire suppression system for cabin of shipboard enclosure. The present study aims ultimately at finding the optimal parametric conditions of the mist-injecting nozzles using the CFD methods. The open numerical code was used for the present simulation named as FDS (Fire Dynamics Simulator). Application has been done to predict the interaction between water mist and fire plume. In this study, the passenger cabin was chosen as simulation space. The computational domains for simulation in the passenger cabin were determined following the fire scenario of IMO rules. The full scale of the flow field is $W{\times}L{\times}H=4{\times}3{\times}2.4m^3$ with a dead zone of $W{\times}L{\times}H=1.22{\times}1.1{\times}2.4m^3$. The water mist nozzle is installed in ceiling center of 2.3 m height from the floor, and there are six mattresses and four cushions in the simulation space. The combination patterns of orifices to the main nozzle and the position to install nozzles were chosen as the simulation parameters for design applications. From the present numerical results, the centered-located nozzles having evenly combined orifices were shown as the best performance of fire suppression.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.75-81
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• 2009

A study was performed to investigate the characteristics of two-phase jet injected into subsonic cross-flow using the external mixed gas blast two-phase nozzle. The shadowgraph method was adopted for the cross-flow jet visualization and PDPA system was used to measure droplet size, velocity, and volume flux. The atomization of two-phase jet is initially determined according to gas to liquid mass flow-rate ratio and the Reynolds number of cross-flows. The highest penetration trajectories of two-phase jet injected into cross-flow are governed by the momentum ratio at subsonic cross-flow. As GLR of two-phase jet injected into cross-flow increases, the droplet size decreases and the distribution area of volume flux increases. The distribution of volume flux that influenced by the counter vortex pair at the downstream of cross-flow is symmetric in shape of horseshoe.