Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제32권5호
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pp.730-736
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2008
The purpose of this study is to find out a flow characteristics when a crossflow-fan is installed inside the computer case and to provide information about the preliminary data of cooling efficiency of CPU and a flow inside and outside of a computer case. Under the condition of operating the fan inside the experimental duct we changed the position of a installation of the slot, and the experiment measured with PIV and the results are as follows. Under the influence of the crossflow-fan installed to the air discharging side, mean velocity between 35 to 45 on the point 80 of the Slot 0.2.3 of the case increased and it influences discharging the air inside of the computer case. On the left-upper end. which isn't directly influenced by the suction-discharging fan installed inside the PC, a flow occurs caused by vortex due to the Sirocco-Fan and Slot installed on the center of the right side. We can see that a flow distribution increases when the Sirocco-Fan operates and a whirl appears stronger between the slot and the suction fan. It is thought that this phenomenon is influenced by a flow while it is on the way of entering from the suction-fan and going out to the discharging-fan.
A numerical study for a two dimensional multi-jet with crossflow of the spent fluid has been carried out. Three different distributions of mass-flow rate at 5 jet exits were assumed to see their effects upon the flow characteristics, especially in the jet-flow region. For each distribution, various Reynolds numbers ranging from laminar to turbulent flows were considered. Calculations drew the following items as conclusion. 1) The development of the free jets issued from downstream jets was hindered by the crossflow formed due to jets. Consequently, the free jet was developed into the channel flow without any evident symptom of impingement jet flow characteristics 2) The crossflow induced the pressure gradient along the cross section of jet exits and the value of the pressure gradient increased as going downstream. The crossflow generated also the turbulent kinetic energy as it collied with the downstream jets. 3) The skin friction coefficient along the impingement plate was affected more by the distribution of mass flow rate at jet exits rather than by the Reynolds number. The skin friction coefficient was inversely proportional to the square root of the Reynolds number, regardless of flow regime when a fully developed flow was formed in the jet flow region. 4) The distribution of the skin friction coefficient along the impingement plate was found to be controlled by adjusting the distribution of mass flow rate at jet exits.
In the process of crossflow microfiltration, a deposit of cake layer tends to form on the membrane, which usually controls the performance of filtration. It is found, however, that there exist a condition under which no deposit of cake layer is made. This condition is called the sub-critical flux condition, and the critical flux here means a flux below which a decline of flux with time due to the deposit of cake layer does not occur. In order to study the characteristics of the critical flux, a numerical model is developed to predict the critical flux condition, and is verified with experimental results. For development of the model, the concept of effective particle diameter is introduced to find a representative size of various particles in relation to diffusive properties of particles. The model is found to be in good match with the experimental results. The findings from the use of the model include that the critical flux condition is determined by the effective particle diameter and the ratio of initial permeate flux to crossflow velocity.
The reattachment of buoyant efflluent to a shore in a crossflow is investigated experimentally. The effluent is prodeced by discharging heated water through a projected side channel into a confined crossflow of the same depth. In the projecting effluent, the size of recirculating region, which is formed by deflected thermal plume on the lee of the effluent, tends to increase, but the maximum temperature decreases in the direction of the crossflow and it has more uniform transverse spreading compared to non-projected type. The heat flux across the crossflow is found to be independent of the projceted length of the side channel under relatively high buoyancy flux on the contrary to low buoyancy flux. The reattachment of th effluent can be specified by both velocity ratio and densimetric Froude number, whereas only the velocity ratio is governing factor to the reattachment of the effluent in the case of non-projecting type.
Impingement/effusion cooling technique is used for combustor liner or turbine parts cooling in gas turbine engine. In the impingement/effusion cooling system, the crossflow generated in the cooling channel induces an adverse effect on the cooling performance, which consequently affects the durability of the cooling system. In the present study, to reduce the adverse effect of the crossflow and improve the cooling performance, circular pin fins are installed in impingement/effusion cooling system and the heat transfer characteristics are investigated. The pin fins are installed between two perforated plates and the crossflow passes between these two plates. A blowing ratio is changed from 0.5 to 1.5 for the fixed jet Reynolds number of 10,000 and five circular pin fin arrangements are considered in this study. The local heat/mass transfer coefficients on the effusion plate are measured using a naphthalene sublimation method. The results show that local distributions of heat/mass transfer coefficient are changed due to the installation of pin fins. Due to the generation of vortex and wake by the pin fin, locally low heat/mass transfer regions are reduced. Moreover, the pin fin prevents the wall jet from being swept away, resulting in the increase of heat/mass transfer. When the pin fin is installed in front of the impinging let, the blockage effect on the crossflow enhances the heat/mass transfer. However, the pin fin installed just behind the impinging jet blocks up the wall jet, decreasing the heat/mass transfer. As the blowing ratio increases, the pin fins lead to the higher Sh value compared to the case without pin fins, inducing $16\%{\~}22\%$ enhancement of overall Sh value at high blowing ratio of M=1.5.
주류공기에 수직으로 분사되는 JICF 분사시스템은 연소실내에서 주류공기의 영향을 최소화하면서 미립화 및 연소성능을 향상시키기 위한 추진시스템의 연료분사 방식으로 넓은 적용범위를 가지고 있다. 하지만 JICF 분사시스템에서 산화제인 공기와 연료의 불충분한 혼합성능은 연소실 내에서의 불균일한 화염구조를 형성한다. 따라서 본 연구에서는 JICF 분사시스템의 램제트 연소기에서 연료와 공기의 부족한 혼합성능에 기인한 연소의 불균일한 화염구조를 실험적으로 확인하고, 연료 제트의 침투깊이, 분열점 등을 예측하기 위한 상관관계식을 유도함으로서 JICF 분사시스템에서 연소성능에 영향을 미치는 액체제트와 주류공기와의 분무 및 혼합특성을 파악하였다. 특히, 액체 제트의 침투깊이를 주류공기의 유동방향의 상류와 하류로 나누어 상관관계식을 유도하여 좀더 정확한 침투깊이의 예측이 가능하도록 하였다.
흐름수역으로 방류되는 측면부력젵이 연안으로 귀환하는 현상과 희석경향에 대해 실험을 통하여 조사하였다. 실험에서 저흐름의 가로흐름 수역에 warm-water를 등수심으로 측면방류하여 횡방향으로 퍼짐과 수면으로 상승하는 열-plume이 발생하는 부력젵(buoyant jet)이 귀환현상을 얻었다. 실험에서 발생하는 귀환현상과 오염정체지역인 순환영역의 기하학적 구조 및 희석경향을 Froude수(F), 밀도 Froude수(F$_{o}$ ), 부력 특성길이(l$_{b}$)를 이용하여 멱법칙(Power law)으로 표현하였다. 보험결과 귀환현상은 R(U$_{o}$ /U$_{a}$ )<4, F/F$_{o}$ >0.22 일 때 발생하며, 희석은 x/l$_{b}$에 따라 변화하고 순환영역은 속도비(R)에 따라 변화함을 알 수 있었다.
We performed experiments to measure a single-phase upward flow in a 5 × 5 rod bundle with spacer grids using a particle image velocimetry, focusing on the crossflow. The Reynolds number based on the hydraulic diameter and the bulk velocity is 10,000. The ratio of pitch between rods and rod diameter is 1.4 and spacer grid is installed periodically. The turbulence in the rod bundle results from the combination of a forced mixing and natural mixing. The forced mixing by the spacer grid persists up to 10Dh from the spacer grid, while the natural mixing is attributed to the crossflow between adjacent subchannels. The combined effects contribute to a sinusoidal distribution of the time-averaged stream-wise velocity along the lateral direction, which is relatively weak right behind the spacer grid as well as in the gap. The streamwise and lateral turbulence intensities are stronger right behind the spacer grid and in the gap. Based on these findings, we newly defined a modified mixing coefficient as the ratio of the lateral turbulence intensity to the time-averaged streamwise velocity, which shows a spatial variation. Finally, we compared the developed model with the measured data, which shows a good agreement with each other.
Cake layer in crossflow microfiltration(CFMF) can be reduced by coagulation, enhancing membrane flux. This is because enlarging particle size by coagulation increases shear-induced diffusivity and the back-transport of rejected particles. However it is known that the enlarged particles are disaggregated by the shear force of the pump while passing through it. This study is to look at the disaggregation in relation with cake layer reducation. Kaolin and polysulfon hollow fiber microfilter are used for experiment. The reduction of cake resistance by coagulation is observed in a range of 17% to 53% at the various coagulation conditions. The particle size analysis results of the experiments show that aggregated particles in feed are completely disaggregated by pump but re-aggregation of particles occurs in membrane. This suggestes that the re-aggregation of particles is critical to cake reduction and flux enhancement, since the aggregated particles are completely broken. The mechanisms for re-aggregation in membrane are the same with those for coagulation in feed tank. Charge neutralization is better for CCFMF than sweep flocculation although it has two drawbacks in operation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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