In a screw-type centrifugal pump, the pump head deteriorates from single-phase flow to the choke due to an increased air entrainment at a wide tip clearance compared to that of a narrow tip clearance. Moreover, at a narrow tip clearance, the pump head became partially higher in a two-phase flow than that of a single-phase flow near the best efficiency point in low void fraction region. Therefore, we observed the internal flow pattern by using a stroboscope and we measured the mean size of bubbles from the images obtained with a high speed camera. Then, we investigated the influences of the mean size of bubbles, tip clearances and flow patterns on pump performance.
The air and water flow distribution are experimentally studied for a heat exchanger composed of round headers and 10 flat tubes. The effects of tube protrusion depth as well as mass flux, and quality are investigated, and the results are compared with the previous 30 channel results. The flow at the header inlet is annular. For the downward flow configuration, the water flow distribution is significantly affected by the tube protrusion depth. For flush-mounted geometry, significant portion of the water flows through frontal part of the header. As the protrusion depth increases, more water is forced to the rear part of the header. The effect of mass flux or quality is qualitatively the same as that of the protrusion depth. Increase of the mass flux or quality forces the water to rear part of the header. For the upward flow configuration, different from the downward configuration, significant portion of the water flows through the rear part of the header. The effect of the protrusion depth is the same as that of the downward flow. As the protrusion depth increases, more water is forced to the rear part of the header. However, the effect of mass flux or quality is opposite to the downward flow case. As the mass flux or quality increases, more water flows through the frontal part of the header. Compared with the previous thirty channel configuration, the present ten channel configuration yields better flow distribution. Possible explanation is provided from the flow visualization results.
This paper is a basic study on volatile organic compounds(VOC) recovery system in a crude oil carrier. VOC is easily evaporated in cargo tankers during loading and transportation of crude oil, causes serious environmental contamination and a huge economic loss. An ejector system is designed to mix VOC gas into crude oil flow to reduce VOC concentration. Detail two-phase flow inside the ejector is simulated using a commercial CFD code. To verify the numerical prediction, a scale-down experiment is conducted. Instead of crude oil and VOC, water and air are used as the working fluids. Flow characteristics and main parameters are obtained by two-phase flow visualization and PIV measurements. Air volume flow rate induced by the ejector is compared with respect to the volume flow rate of water using experimental and numerical results. Overall performance of the two-phase ejector predicted by the CFD simulation agrees well with that of the experiment.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제28권8호
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pp.1195-1202
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2004
In this paper an experimental study was investigated for two-phase flow distribution in compact heat exchanger header. A test section was consisted of the horizontal bottom dividing header($\phi$: 5 mm, L: 80 mm) and 10 upward circular mini channels ($\phi$: 1.5 mm, L: 850 mm) using an acrylic tube. Three different types of tube intrusion depth were tested for the mass flux and inlet mass quality ranges of 50 - 200 kg/$m^2$s and 0.1 - 0.3, respectively. Air and water were used as the test fluids. The distribution of vapor and liquid is obtained by measurement of the total mass flow rate and the calculation of the quality. Two-phase flow pattern was observed, and pressure drop of each channel was measured. By adjusting the intrusion depth of each channel an uniform liquid flow distribution through the each channel was able to solve the mal-distribution problem.
본 연구의 목적은 수직 연료봉 집합체에서 물-공기 2상 유동일 경우 공기분포현상에 관한 실험적 데이타를 얻는데 있다. test-section은 6각형, 61개의 연료봉 집합체로 구성되며, 각 연료봉은 helical spacers로 감겨져 있고, 사용되는 유체는 공기와 물이다. 실험은 크게 2부분으로 나누어서 물의 유량을 일정하게 하고 공기의 유량을 증가시킬 경우와 물자 공기의 유량을 동시에 증가시킬 경우의 공기분포현상에 관해 실시하였다. 공기는 4구멍을 통해 각각 주입시켰다. 보이드율의 측정은 전기적 Void-needle 방법을 적용하였으며 그 결과는 도표를 통해 보여주고 있다. 이 실험의 결과로써 물의 유랑을 증가시킬 수록 공기분포는 균일하게 되며, 공기 공급 위치는 공기분포에 큰 영향을 미치고 있음이 입증되었다.
Two phase flow phenomena are observed in many industrial facilities and make much importance of optimum design for nuclear power plant and various heat exchangers. This experimental study has been investigated the classification of the flow pattern, the local void distribution and convective heat transfer in swirl and non-swirl two phase flow under the isothermal and nonisothermal conditions. The convective heat transfer coefficients in the single phase water flow were measured and compared with the calculated results from the Sieder-Tate correlation. These coefficients were used for comparisons with the two-phase heat transfer coefficients in the flow orientations. The experimental results indicate, that the void probe signal and probability density function of void distribution can used into classify the flow patterns, no significant difference in voidage distribution was observed between isothermal and non-isothermal condition in non-swirl flow, the values of two phase heat transfer coefficients increase when superficial air velocities increase, and the enhancement of the values is observed to be most pronounced at the highest superficial water velocity in non-swirl flow. Also two phase heat transfer coefficients in swirl flow are increased when the twist ratios are decreased.
The main objective of this work is to experimentally investigate the effect of inlet geometries on the distribution of two-phase annular flow at header-channel junctions simulating the corresponding parts of compact heat exchangers. The cross-section of the header and the channels were fixed to $16mm{\times}16mm$ and $12mm{\times}1.8mm$, respectively. Experiments were performed for the mass flux and the mass quality ranges of $30{\sim}140kg/m^2s$ and 0.3~0.7, respectively. Air and water were used as the test fluids. Three different inlet geometries of the header were tested:no restriction (case A), a single 8 mm hole at the center (case B), and nine 2 mm holes around the center (case C) at the inlet, respectively. The tendencies of the two-phase flow distribution were different, in each case. For cases B and C (flow resistance exists), more uniform flow distribution results were seen, compared with case A(no flow resistance), due to the flow pattern change to mist flow from annular flow at the inlet, and the flow recirculation near the end plate of the header.
The objective of the present study is to investigate the dividing two-phase flow in a horizontal micro T-junction with the same rectangular cross section, $800\;{\mu}m{\times}800\;{\mu}m$, experimentally. Air and water were used as the test fluids. The superficial velocity ranges of air and water were 15~20 m/s and 0.11~0.2 m/s, respectively. Dividing flow characteristics at the micro T-junction are different from those at the larger T-junctions (5~10 mm in hydraulic diameter). Compared with the results of previous works related with the T-junction with mini cross sections (about 5 mm), for lower range of gas separation, the fraction of the liquid separated through the branch decreases for the fixed fraction of the gas separation. But for higher range of gas separation, higher liquid separation could be found.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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