본 연구에서는 FLOW-3D를 이용하여, 테인터수문이 설치된 표준 월류형 여수로에서 수문을 부분 개방했을 경우에 대한 월류흐름 거동을 해석하였다. 모의결과, 유량계수는 약 0.685에서 0.723의 범위를 가지는 것으로 분석되었다. 수문을 완전 개방한 경우의 월류유량을 이용하여 수문을 부분 개방한 경우의 월류유량을 효과적으로 산정 할 수 있는 방법을 제시하였다. 수문의 개방고와 개방도에 따라 여수로면과 수문에 작용하는 압력분포의 특성을 분석하였다. 일정한 수문 개방고에 대해 수문의 개방도가 감소할수록 그리고 일정한 개방도에 대해 수문의 개방고가 높을수록, 여수로면에서 부압은 크게 발생하며 수문에 작용하는 무차원 최대압력은 증가하는 것으로 분석되었다.
혼합물의 응고과정에서 온도구배와 농도구배에 의한 복합자연대류의 영향을 정성적으로 알아보기 위하여 이원용액의 응고과정을 실험적으로 연구하였다. 이원용액으로는 $NH_4Cl-H_2O$용액을 사용하였으며 shadowgraph system을 이용하였다. 사진에서 고상영역과 mushy zone의 구별이 불가능하여, 이 두 영역을 합하여 고상으로 취급하였다. 자연대류의 영향으로 상변화물질은 매우 빨리 성층화가 이루어지며, 벽면으로부터 형성되는 고상은 초기에는 높이의 20%되는 곳이 가장 빨리 응고가 진행되어 고상의 두께는 이 지점으로부터 상하로 선형적으로 감소하는 형태를 유지한다. 그러나 고상이 많이 형성된 부분의 열저항은 증가하게 되므로 시간이 지남에 따라 두께가 균일화되려는 경향을 보였다. 응고질량비를 $(Ste{\cdot}Ra^{1/4})^{2-Ste}{\cdot}Fo^{1/2}$의 선형함수로 표시할 수 있었으며, 이로부터 농도구배에 의한 자연대류의 영향은 온도구배에 의한 자연대류의 영향에 비하여 작음을 알 수 있었다.
십자류 흐름 평판형 cell에서 비대칭 cellulose acetate 막으로 PEG #6000 및 dextran 70T 용액의 한외여과를 압력차와 도입용액 농도 변화에 따라 실험하여 막투과량 및 용질 배제도를 측정하고, 막투과량에 미치는 농도분극층 저항을 고찰하였다. 이 결과 농도분극층 저항 $R_{b1}$을 농도분극층내의 고분자 용액의 평균 농도 $C_{b1}$과 상관시켜 다음의 무차원 관계식으로 나타낼 수 있었다. $\frac{R_{b1}}{{R_m}}=\alpha[\frac{\rho_{b1}}{C_{b1}}]^\beta$
This study presents an experiment investigation on natural convection heat transfer of air-cooling Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) in a enclosure system for unmanned aerial vehicles (UAVs). Considered are replacing fuel cell stack with Aluminum block for heat generating inside a enclosure chamber. The volume ratio of fuel cell stack and chamber for simulation to the actual size of aerial vehicle is 1 to 15. The parameters considered for experimental study are the environmental temperature range from $25^{\circ}C$ to $-60^{\circ}C$ and the block heat input of 10 W, 20 W and 30 W. Effect of the thermal conductivity of the block and power level on heat transfer in the chamber are investigated. Experimental results illustrate the temperature rise at various locations inside the chamber as dependent upon heat input of fuel cell stack and environmental temperature. From the results, dimensionless correlation in natural convection was proposed with Nusselt number and Rayleigh number for designing air-cooling PEMFC powered high altitude long endurance (HALE) UAV.
Kim, Yeon-Sik;Chung, Moon-Ki;Park, Jee-Won;Chun, Moon-Hyun
Nuclear Engineering and Technology
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제29권1호
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pp.45-57
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1997
The direct contact condensation phenomenon, which occurs when steam is injected into the subcooled water, has been experimentally investigated. Two plume shapes in the stable condensation regime are found to be conical and ellipsoidal shapes depending on the steam mass flux and the liquid subcooling. Divergent plumes, however, are found when the subcooling is relatively small. The measured expansion ratio of the maximum plume diameter to the injector inner diameter ranges from 1.0 to 2.3. By means of fitting a large amount of measured data, an empirical correlation is obtained to predict the steam plume length as a function of a dimensionless steam mass flux and a driving potential for the condensation process. The average heat transfer coefficient of direct contact condensation has been found to be in the range 1.0~3.5 ㎿/$m^2$.$^{\circ}C$. Present results show that the magnitude of the average condensation heat transfer coefficient depends mainly on the steam mass fin By using dynamic pressure measurements and visual observations, six regimes of direct contact condensation have been identified on a condensation regime map, which are chugging, transition region from chugging to condensation oscillation, condensation oscillation, bubbling condensation oscillation, stable condensation, and interfacial oscillation condensation. The regime boundaries are quite clearly distinguishable except the boundaries of bubbling condensation oscillation and interfacial oscillation condensation.
A circulating fluidized bed (CFB) has been used in various chemical industries because of good heat and mass transfer. In addition, the methanol to olefins (MTO) process requiring the CFB reactor has attracted a great deal of interest due to steep increase of oil price. To design a CFB reactor for MTO pilot process, therefore, we has examined the hydrodynamic properties of spherical catalysts with different particle size and developed a correlation equation to predict catalyst holdup in a riser of CFB reactor. The hydrodynamics of micro-spherical catalysts with average particle size of 53, 90 and 140 mm was evaluated in a $0.025m-ID{\times}4m-high$ CFB riser. We also developed a model described by a decay coefficient to predict solid hold-up distribution in the riser. The decay coefficient developed in this study could be expressed as a function of Froude number and dimensionless velocity ratio. This model could predict well the experimental data obtained from this work.
This paper describes the analysis of dynamic characteristics and prediction of the stiffness for the joint between structural members. In the process of deriving the governing equations, the stiffness values responsible for the moment and shear force were modelled by using linear and torsional springs in the middle of a clamped-clamped beam. The sensitivities of the natural frequency and modal assurance criterion were investigated as a function of the dimensionless linear and torsional spring stiffness. The reliability of the predictions for the linear and torsional stiffness values was verified by the inverse computations of the stiffness matrix. The predictive and exact theoretical stiffness values were compared for the stiffness element in the finite element formulation, and their results show an excellent correlation. It is strongly anticipated that although the proposed methodology is currently limited to the analytical utilization, it will provide a useful tool to estimate unknown joint stiffness values based on the experimental natural frequency and mode shape.
강 하구나 천해역 등 파랑에 의해 영향을 받는 흐름장에서의 세굴은 한 방향 흐름에서의 세굴에 비해 예측이 어렵다. 해저 교량과 같은 원형 파일 주변부에서의 세굴 예측에 있어서 주요 관심사는 최대 세굴의 깊이와 발생 지점이다. 인접한 원형 파일이 2개 이상인 경우 파일 간의 간격과 정렬 방식에 따라 최대 세굴이 발생하는 위치 및 깊이는 단일 파일일 경우와 많은 차이를 나타낸다. 본 논문은 흐름의 크기를 나타내는 무차원 변수로서 KC 수를 산정하고 파일 간격과 흐름의 크기에 따른 상관성을 분석하였다.
This is the second report of a three part study on the absorption and heat transfer characteristics of absorber, the correlation of refrigerating capacity and heating capacity. The 2nd report deals with the heat transfer characteristics of a vertical falling film type absorber of inner copper tube. The solute is LiBr-Water solution(60wt%) and the solvent is water vapor. The film Reynoles numbers are varied in the range of 35~130. The states of LiBr solution at the top of absorber are supercooled liquid and superheated liquid. The results are summarized as follows ; Heat transfer results reveal that for the absorption of falling film, the state of LiBr solution appears to be influential in determining the heat transfer. Thus, for the state of supercooled liquid, heat transfer coefficient decreases with increasing the film Reynolds number, but in the condition of superheated liquid, it increases conversely. The mass transfer coefficients that were presented in the 1st.report and heat transfer coefficients of this paper are presented as the dimensionless correlation. The optimum water flowrate which brings about maximum value of heat flux in the film exists, and that increases with increasing the cooling water temperature.
제품의 성능 및 신뢰성 향상을 위하여 효과적이고, 적정한 방열장치의 중요성이 지속적으로 부각되고 있다. 현재 가장 널리 쓰이는 방열장치는 알루미늄 압출식 평행핀 형상의 히트싱크(heat sink)로 이의 설계를 위해서는 방열량과 최대 허용온도 등에 대한 목표가 결정되어야 하며, 사용 환경 및 설치 방법에 따른 열전달 계수의 예측이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 히트싱크의 베이스가 수직, 수평상태를 유지함에 따라 나타나는 핀 주변의 자연대류 유동 특성을 전산모사 해석을 통해 고찰하였다. 또한, 일반적인 자연대류형 히트싱크를 대상으로 수평 및 수직상태에서의 열적 성능 실험을 수행하였으며, 기존의 연구결과와 비교함으로써 설치방향이 히트싱크 방열성능에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 실험결과 수평상태의 경우는 수직인 경우에 비하여 약 10~15% 열전달 계수의 감소가 발생하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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