Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제18권4호
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pp.33-42
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1994
The radiative heat transfer analysis in the fluidized particles layer has important application in many technological areas such as combustion chambers at high pressure and temperature, plasma generators for nuclear fusion, MHD generator using pulverized coal and the liquid droplet radiator used to reject wasted heat from a power plant operating in space. To accurately model the radiation properties of the fluidized particles layer, it is necessary to know the radiation interchange factors of particles in each layer. But the solutions are usually not possible for the equations of radiative heat transfer because it has an inherent difficulty in treating the governing intergo- differential equations, which are derived from the remote effects of radiative heat transfer. In this study, the analysis uses the Monte Carlo simulation method with optical depth model to calculate the radiation interchange factors of particles in each layer with wall and with each other.
Droplet impingement on solid surfaces is pivotal for a range of spray and heat transfer processes. This study aims to optimize the cooling performance of single droplet impingement on heated textured surfaces. We focused on maximizing the cooling effectiveness or the total contact area at the droplet maximum spread. For efficient estimation of the optimal values of the unknown variables, we introduced an enhanced Genetic Algorithm (GA) and Particle swarm optimization algorithm (PSO). These novel algorithms incorporate its developed theoretical backgrounds to compare proper optimized results. The comparison, considering the peak values of objective functions, computation durations, and the count of penalty particles, confirmed that PSO method offers swifter and more efficient searches, compared to GA algorithm, contributing finding the effective way for the spray and droplet impingement process.
단일 액적 시스템에서의 비정상상태 물질 전달에 대한 연구를 진행하였다. 단일 액적계를 위한 이성분계로는 옥탄올(연속상)-물(분산상) 시스템이 이용되었으며 동반되는 불균일 반응으로는 아민추출제(tri-n-octylamine,TOA)를 이용한 숙신산 추출 반응을 모델 시스템으로 선정하였다. 점도, 밀도, 용질의 분배계수, 연속상에서 하강하는 액적의 종말 속도, 용질과 추출제의 확산계수 등과 같은 시스템의 기본 특성을 파악하기 위한 실험과 이론적 계산들이 수행되었다. 액적의 종말 속도는 숙신산 농도에는 크게 영향을 받지 않는 것으로 보이나 TOA가 없을 때는 숙신산 농도에 따라 약간 증가하는 경향을 보였고, TOA 농도 증가와 함께 감소하였다. 액적의 낙하는 수직 낙하 경로를 기준으로 좌우로 진동하면서 움직이는 경향을 보였다. 낙하하는 액적에서의 물질 전달 관찰을 위해 물질 전달 셀을 제작하여 시간에 따른 액적 내의 평균 농도 변화를 관찰하였고, 그 결과를 무차원 변수를 이용하여 해석하였다. 50 g/L의 숙신산 농도 조건하에서 TOA 농도를 0.1과 0.5 mol/kg 으로 조절하였을 때, 전자의 경우에는 관찰 시간 범위 내에서 일정한 Sh 값을 유지하여 용질의 이동 방향으로의 농도 기울기가 감소함에 따라 훌럭스도 그에 비례하여 감소함을 알 수 있었지만, 후자의 경우에는 시간의 경과와 함께 Sh가 급격히 증가하는 현상을 보여 계면에서의 숙신산 훌럭스 감소에 비해 농도기울기 감소가 상대적으로 빠르게 일어남을 알 수 있다.
To increase the ink transfer rate in the micro-gravure-offset printing, the liquid transfer process between two separating plates is investigated. During the liquid transfer process, in which one plate is fixed and the other one moves vertically, a sessile droplet is separated into two droplets. The volume ratio of the two droplets depends on the contact angles of the two plates. In a numerical study of the ink transfer processes, liquid transfer between two parallel separating plates and between a trapezoidal cavity and an upward moving plate are simulated, as models of the printing of ink from the offset pad onto the substrate and the picking up of ink from the gravure plate by the offset pad, respectively. Also, in experimental study, to obtain various surface contact angles, chemical treatment, plasma treatment, and electrowetting- on-dielectric (EWOD) surface are considered. The transfer rate between two plates is calculated by analyzing the droplet images. From the results, the optimal surface contact angles of the units of the micro-gravure-offset printing can be characterized.
The objective of the present work is to evaluate the evaporation heat flux of deposited droplet on the hot surface by using of inverse heat transfer technique. On the basis of measured temperature, a integral form solution is determined for the transient temperatures beyond the two positions by using Green's function technique. This method first approximates the temperature data with a half polynomial series of time. we compared this result with constant radius model in single phase regime, nucleate boiling regime, film boiling regime respectively. this paper performed the experiments as following conditions: (a)the surface temperature is within the range between $80^{\circ}C\;and\;160^{\circ}C$ in the conduction, (b) droplet diameter are 2.4 and 3.0mm. (c) surface roughness is $0.18{\mu}m$.
The present study investigates the heat transfer characteristics of droplet growth during dropwise condensation on the hydrophobic copper surface. We use the copper specimen coated by the self-assembled layer and conduct the real-time measurement of droplet size and spatial distribution of condensates during condensation with the use of the K2 lens (long distance microscope lens) and CMOS camera. The temperatures are measured by three RTDs (resistance temperature detectors) that are located through the holes made in the specimen. The surface temperature is estimated by the measured temperatures with the use of the one-dimensional conduction equation. It is observed that the droplets on the surface are growing up and merging, causing larger droplets. The experimental results show that there are three distinct regimes; in the first regime, individual small droplets are created on the surface in the early stage of condensation, and they are getting larger owing to direct condensation and coalescence with other droplets. In the second and third regimes, the coalescence occurs mainly, and the droplets are detached from the surface. Also, the fall-off time becomes faster as the surface wettability decreases. In particular, the heat transfer coefficient increases substantially with the decrease in wettability because of faster removal of droplets on the surfaces for lower wettability.
본 연구에서는 워터 커튼용 노즐(Water curtian nozzle)의 액적 크기 분포(droplet size distribution)에 따라서 복사열을 감쇄하기 위한 광학 두께(optical depth)를 분석하였다. 액적 크기 분포를 측정하기 위해서 HELOS/VARIO 물 입자 측정 장치를 사용하였으며, Deirmenjian의 수정된 감마 분포 함수(modified gamma distribution function)를 적용하여 분사 특성을 정량화 하였다. 본 연구에서 사용한 워터 커튼용 노즐은 분포 상수(distribution constant) ${\alpha}=1$, ${\gamma}=5.2$의 값으로 나타났으며, 액적의 밀도 수(number density)를 고려한 분포 하중(droplet loading)과 액적 크기 분포 변화에 따라서 광학 두께에 관한 일반화된 관계식을 제시하였다. 본 연구 결과는 워터 커튼용 노즐의 설계 조건을 분석하기 위한 유용한 연구 자료가 될 것으로 사료된다.
The two-dimensional, unsteady, laminar conservation equations for mass, momentum, energy and species transport in the gas phase and mass, momentum and energy in the liquid phase are solved simultaneously in spherical coordinates in order to study heating and vaporization of a droplet entrained in the oscillating flow. The numerical solution gives the velocity and temperature distribution in both gas and liquid phase as a function of time. When the gas flow oscillates around an vaporizing droplet, the liquid flow circulates in the clockwise or counterclockwise direction and the temperature distribution in the liquid phase changes its shapes, depending on the gas fow direction. When the gas flow changes its direction of circulating liquid flow is opposite to the gas flow, forming two vortex circulating in the opposite direction. During the heating period, the difference in the maximum and minimum temperature is large, followed by the almost uniform temperature slightly below the boiling temperature. The mass and heat transfer from the droplet depend on the droplet temperature, droplet diameter and the magnitude of relative velocity, giving the droplet lifetime different from the d$^{2}$-law.
본 연구에서는 기상 압력파동에 구속된 액적 내부의 에너지 파동과 연소응답의 상관관계를 고찰하였다. SRK 상태방정식과 Flash 계산법에 기초한 1차원 액적 기화모델로 기상과 액상의 2상 시스템에 대한 수치해석을 수행하였다. n-Pentane 액적과 기체 질소를 대상으로 기상압력과 압력파동 구동주파수에 따른 에너지 파동의 전파특성을 분석하였다. 액적 내부 에너지 파동의 주파수가 낮을수록 액적 내부로의 에너지 전파가 용이하였으며 결과적으로 연소응답의 크기를 감소시키는 요인이 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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