Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.34
no.4
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pp.223-231
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2012
The purpose of this study is to investigate basically the mechanism of heat transfer by the resolution of complex fluid flow inside a sophisticated designed screw dryer for the treatment of sewage sludge by using numerical analysis and experimental study. By doing this, the result was quite helpful to obtain the design criteria for enhancing drying efficiency, thereby achieving the optimal design of a multiple screw type dryer for treating inorganic and organic sludge wastes. One notable design feature of the dryer was to bypass a certain of fraction of the hot combustion gases into the bottom of the screw cylinder, by the fluid flow induction, across the delicately designed holes on the screw surface to agitate internally the sticky sludges. This offers many benefits not only in the enhancement of thermal efficiency even for the high viscosity material but also greater flexibility in the application of system design and operation. However, one careful precaution was made in operation in that when distributing the hot flue gas over the lump of sludge for internal agitation not to make any pore blocking and to avoid too much pressure drop caused by inertial resistance across the lump of sludge. The optimal retention time for rotating the screw at 1 rpm in order to treat 200 kg/hr of sewage sludge was determined empirically about 100 minutes. The corresponding optimal heat source was found to be 150,000 kcal/hr. A series of numerical calculation is performed to resolve flow characteristics in order to assist in the system design as function of important system and operational variables. The numerical calculation is successfully evaluated against experimental temperature profile and flow field characteristics. In general, the calculation results are physically reasonable and consistent in parametric study. In further studies, more quantitative data analyses such as pressure drop across the type and loading of drying sludge will be made for the system evaluation in experiment and calculation.
The primary purpose of this study is to estimate the guaranteed strength and construction quality of the combined high flowing concrete which is used in the slurry wall of underground LNG storage tank. The required compressive strength of this type of concrete become generally known as a non economical value because it is applied the high addition factor for variation coefficients and low reduction factor under water concrete. Therefore, after estimation of the construction quality and guaranteed strength in actual site work, this study is to propose a suitable equation to calculate the required compressive strength in order to improve its difference. Application results in actual site work are shown as followings. The optimum nix design proportion is selected that has water-cement ratio 51%, sand-aggregate ratio 48.8%, and replacement ratio 42.6% of lime stone powder by cement weight. Test results of slump flow as construction quality give average 616~634mm. 500mm flowing time and air content are satisfied with specifications in the rage of 6.3 seconds and 4.0% respectively. Results of strength test by standard curing mold show that average compressive strength is 49.9MPa, standard deviation and variation coefficients are low as 1.66MPa and 3.36%. Also test results by cored cylinder show that average compressive strength is 66.4MPa, standard deviation and variation coefficients are low as 3.64MPa and 5.48%. The guaranteed strength ratio between standard curing mold and cored cylinder show 1.23 and 1.32 in the flanks. It is shown that applied addition factor for variation coefficients and reduction factor under water concrete to calculate the required compressive strength is proved very conservative. Therefore, based on these results, it is proposed new equation having variation coefficients 7%, addition factor 1.13 and reduction factor 0.98 under water connote.
Song, Se Arm;Bae, Jun Ho;Jung, Sung Yuen;Kim, Chul
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.37
no.8
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pp.991-998
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2013
The fuel injection pipe of a common rail system used in a clean diesel vehicle plays a role in supplying fuel from a rail to the injector of each cylinder connecting the engine under a repeated internal pressure. The fuel injection pressure is increased to over 200 MPa for satisfying EU emission standards and improving fuel efficiency, and a heading process and an autofrettage process are required for preventing folding defects and improving fatigue life. In this study, the flow stress and SN data of the material of the pipe are obtained through a tensile test and a fatigue test. The heading process for checking the folding defects of pipe ends is performed by using FEA. Furthermore, the optimal design of the autofrettage process for improving fatigue life considering not only the compressive residual stresses of the inner surface but also the tensile residual stresses of the outer surfaces of the pipe under the repeated internal pressure is performed by using FEA. To verify the process design, fatigue analysis for the autofrettaged pipe is performed.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.37
no.8
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pp.781-788
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2013
Predicting the engine component temperature is a basic step to conduct structural safety evaluation in medium-speed diesel engine design. Recent trends such as increasing power density and performance necessitate more effective thermal management of the engine for achieving the desired durability and reliability. In addition, the local temperatures of several engine components must be maintained in the proper range to avoid problems such as low- or high-temperature corrosion. Therefore, it is very important to predict the temperature distribution of each engine part accurately in the design stage. In this study, the temperature of an engine component is calculated by using steady-state conjugate heat transfer analysis. A proper approach to determine the thermal load distribution on the thermal boundary area is suggested by using 1D engine system analysis, 3D transient CFD results, and previous experimental data from another developed engine model. A Hyundai HiMSEN engine having 250-mm bore size was chosen to validate the analysis procedure. The predicted results showed a reasonable agreement with experimental results.
To study the water-entry impact noise, on-board experiment using a small launcher firing various objects was performed in the Yellow Sea. As the launcher fires a cylindrical object from the ship vertically, generated noise is measured with a hydrophone on the starboard of Chung-hae, Marine surveyor. Three types of cylindrical objects, which have noses of flat-faced, conical, and hemisphere, were used during the experiment. The measured noise exhibits a time-dependency which can be divided into three phases: (1) initial impact phase, (2) open cavity flow phase, (3) cavity collapse and bubble oscillation phase. In most cases, the waveform of bubble oscillation phase is dominant rather than that of initial impact phase. Pinch-off time, where a cavity begins to collapse, occurs at 0.18 ~ 0.2 second and the average lasting time of bubble was 0.9 ~ 1.3 second. The energy of water-entry impact noise is focused in the frequency region lower than 100 Hz, and the generated noise is influenced by the nose shapes, object mass, and launching velocity. As a result, energy spectral density on the bubble frequency is higher in the order of flat-faced, conical, hemisphere nose, and the increase of initial energy raises the energy spectral density on the bubble frequency in the cylinder body of same shape. Finally, we compare the measurements with the simulated signals and spectrum based on the bubble explosion physics, and obtain satisfactory agreements between them.
The effects of top and bottom lids on the natural convection heat transfer phenomena inside vertical cylinders were investigated experimentally for $Ra_{Lw}$ from $9.26{\times}10^9$ to $7.74{\times}10^{12}$. Using the concept of analogy between heat and mass transfer, a cupric acid-copper sulfate electroplating system was employed as mass transfer experiments replacing heat transfer experiments. The natural convection heat transfer of both-open cylinders in laminar and turbulent flows was in good agreement with the existing heat transfer correlations developed for vertical plates. The effects of top and bottom lids on the heat transfer rates were very similar to the studies of Krysa et al. and Sedahmed et al. and Chung et al. With the copper lids, the bottom-closed cavity showed the highest heat transfer rates and then followed both-closed, top-closed, both-open ones in both laminar and turbulent flows. However with the acryl lids, the similar trends were observed except that the heat transfer rates for both-open were higher than top-closed one. The use of the copper lids increased the heat transfer rates compared to the acryl lids due to the hydrodynamic interaction of the flows developed for the different heated faces. This study extended the ranges of flow conditions of the existing literatures and proposed the empirical correlations.
비유선형의 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 주기적 와열 생성 등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 본 연구에서는 비교적 단순한 형상인 정사각주 주위의 비정상 난류 유동을 2-방정식 와점성 난류모델인 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델과 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 이용하여 예측할 수 있는지를 검증하였다. 정교하게 수행된 최근의 실험과 대와류모사(LES)의 결과를 검증을 위한 비교의 자료로 삼았다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석결과에 미치는 영향도 살펴보았다. 기존의 표준 $k-{\varepsilon}$모델은 정체점 부근에서 난류 운동에너지를 과도하게 생성하는 근본적인 문제점 때문에 실험 및 LES의 결과를 제대로 예측할 수 없었다. 난류운동에너지의 초과 예측에 따른 운동량의 과도한 혼합으로 인해, 항력계수 및 양력계수의 비정상성 뿐 아니라 평균 항력계수도 부정확하게 예측하였다. RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용한 경우에는 정체점 주위 유동현상의 예측이 상당히 향상되어 항력계수 및 양력계수의 평균치, 진폭 및 비정상성의 주기 등을 정확하게 예측하는 것이 가능하였다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분과 격자의 크기 및 대류항 처리법등에 영향을 받으며, 특별히 대류항 처리법에 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다. 향상된 유동예측은 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델의 난류에너지 소산율 방정식의 개선된 항이 과도하게 생성된 난류에너지를 정체점 부근에서 제거하기 때문에 가능하다는 것을 알 수 있었다.의 20세 이하 골절 및 탈구가$30.3\%까지 감소하게되어 년도가 증가함에 따라 청장년 층에 비하여 소아골절 및 탈구가 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 스키골절의 부위별 발생빈도는 1990년 이전까지 하지골절 및 탈구가 많았으나 이후 점차 상지의 골절 탈구가 증가하였다 하지에서 가장 많은 골절은 경골 골절이었으며, 경골골절은 회전력에 의한 나선형골절이 $76.5\%로 가장 많았고 년도에 따른 변화는 보이지 않았다. 스키손상의 발생빈도는 초기에 비하여 점차 감소하는 경향을 보였으며, 손상의 특성도 부위별, 연령별로 다양한 변화를 나타내었다.해가능성을 가진 균이 상당수 검출되므로 원료의 수송, 김치의 제조 및 유통과정에서 병원균에 대한 오염방지에 유의하여야 할 것이다. 확인할 수 있었다. 이상의 결과에 의하면 고농도의 유기물이 함유된 음식물쓰레기는 Hybrid Anaerobic Reactor (HAR)를 이용하여 HRT 30일 정도에서 충분히 직접 혐기성처리가 가능하며, 이때 발생된 $CH_{4}$를 회수하여 이용하면 대체에너지원으로 활용 가치가 높은 것으로 판단된다./207), $99.2\%$(238/240), $98.5\%$(133/135) 및 $100\%$ (313)였다. 각각 두 개의 요골동맥과 우내흉동맥에서 부분협착이나 경쟁혈류가 관찰되었다. 결론: 동맥 도관만을 이용한 Off pump CABG를 시행하여 감염의 위험성을 증가시키지 않으면서 영구적인 신경학적 합병증을 일으키지 않았고 좋은 혈관 개존율을 보여주었다. 따라서 동맥 도관을 이용한 Off pump CABG는 관상동맥의 협착의 정도에 따라 효율적으로 시행
Kim, Hyung-Kyu;Lee, Young-Ho;Lee, Hyun-Seung;Lee, Kang-Hee
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.41
no.5
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pp.375-380
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2017
This paper reports the results of an acceleration test to predict the contact-induced failure that could occur at the cylinder-to-hole joint for the fuel rod of a sodium-cooled fast reactor (SFR). To incorporate the fuel life of the SFR currently under development at KAERI (around 35,000 h), the acceleration test method of reliability engineering was adopted in this work. A finite element method was used to evaluate the flow-induced vibration frequency and amplitude for the test parameter values. Five specimens were tested. The failure criterion during the life of the SFR fuel was applied. The S-N curve of the HT-9, the material of concern, was used to obtain the acceleration factor. As a result, a test time of 16.5 h was obtained for each specimen. It was concluded that the $B_{0.004}$ life would be guaranteed for the SFR fuel rods with 99% confidence if no failure was observed at any of the contact surfaces of the five specimens.
Mo, Sang Young;Kim, Gi Lyong;Kim, Tae Nyun;Chun, Tae Il
Textile Coloration and Finishing
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v.5
no.4
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pp.29-41
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1993
In order to surface Hydrophobilization of Poly(ethylene terephthalate) (PET) fiber samples were treated in the atmosphere of CF$_{4}$ or $C_{2}$F$_{6}$glow discharge. The sample used in this study was PET film which is 75$\mu$m thick made by Teijin, O-Type(Japan). The cleaned samples were placed in plasma reactor made of pyrex glass cylinder, and plasma processing was carried out by glow discharge of CF$_{4}$ or $C_{2}$F$_{6}$ gas, being continuously fed by gas flow and continuously pumped out by a vacuum system. Electric power source for generate plasma state was sustained alternating current(60Hz) and voltage was sustained 600 volt. The duration of plasma treatment varied from 15 to 120 seconds except special case, the monomer gase pressure varied from 0.02 to 0.3 Torr and power range was 10 to 90 watts. The hydrophobic features of changed PET surface were evaluated by contact angle measurement and surface chemical characteristics were analyzed by ESCA. Results can be summerized as follows. 1. The most favorable setting position of substrate was the center area between the two electrodes. 2. $C_{2}$F$_{6}$ discharge current was lower than that of CF$_{4}$ when same voltage was sustained. Treated efficiency between CF$_{4}$ and $C_{2}$F$_{6}$ did not revealed significant differences under same electric power(wattage). 3. When monomer pressure is very low below 0.02 torr, as though substrate is exposed to CF$_{4}$ or $C_{2}$F$_{6}$ plasma, it tend to be hydrophilic through a little of fluorine bond and a great deal of oxidizing reaction. 4. There brought good hydrophobilization when monomer pressure was more 0.1 torr and duration of glow discharge treatment was over 45 seconds. When monomer pressure was too high, discharge current became low. Although prolong the duration, there was no more high hydrophobilization. 5. According to ESCA analysis, there were a little CF bond and a prevailing CF$_{2}$ bond in CF$_{4}$-treated substrate. There were CF$_{3}$, a little CF and a prevailing CF$_{2}$ bond in $C_{2}$F$_{6}$-treated substrate.d substrate.
Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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v.25
no.4
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pp.13-27
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1988
Two version of the TUMMAC(Tokyo University Modified Marker-And-Cell) method, i.e., $TUMMAC-IV_{vm1}$ and TUMMAC-VI are applied to two water-wave problems. The ship wave of a Series 60 model($C_B=0.6$) and of the fore-body of a HSVA tanker model are simulated by the $TUMMAC-IV_{vm1}$ method are the results are compared with the experimental results. From the comparison with the experimental data it is ascertained that the $TUMMAC-IV_{vm1}$ method is useful for the analysis of the realized by the TUMMAC-VI method is useful for the analysis of the characteristics of nonlinear ship waves. Three-dimensional wave breaking is realized by the TUMMAC-VI method in the simulation of a flow about a vertical rectangular cylinder. From the results of this simulation, it is shown that the TUMMAC-VI method is very available for the simulation of 3-dimensional wave breaking phenomena.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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