Differential pressure flow meters which have a shape of triangular separate bar(TSB) were tested for investigating the flow rate characteristics of the flow meters with varying the temperature of the gas flow. Three kinds of the triangular separate bar flow meters whose aerodynamic angles are different one another are used. The mass flow rate of the flow meters are evaluated using a non-dimensional parameter which includes the gas temperature, exhaust gas pressure and differential pressure at the flow meters, and atmospheric pressure. A burner system which is similar to gas turbine was used for raising the gas flow temperature. The burner system was operated with varying the air/fuel ratio by controlling both the fuel injection rate from the fuel nozzle and air flow rate from a blower. An empirical correlation between the mass flow rate at the TSB flow meter and the non-dimensional parameter was obtained. The empirical correlation showed linear relationship between the mass flow rate and the non-dimensional parameter H. Also, the mass flow rate characteristics at the TSB flow meter was affected by the gas temperature.
An experiment is conducted to investigate the effect of air and water mass flow rates on cooling characteristics of mist impinging jet on a flat plate. The air mass flow rate ranges from 0.0 to 3.0 g/s, and water mass flow rates from 5.0 to 20.0 g/s. An air-atomizing nozzle is used fur the purpose of controlling air and water mass flow rates. The test section is designed distinctively from previous works to obtain local heat transfer coefficient distributions. Heat transfer characteristics of the mist impinging jet are explained with the aid of flow visualization. Surface temperature and heat transfer coefficient distributions become more uniform as air mass flow rate increases. The water flow rate provides substantial contribution to enhancement of cooling performance. On the other hand, The air mass flow rate weakly influences the averaged heat transfer rate when the water mass flow rate is low, but the averaged heat transfer rate Increases remarkably with the air mass flow rate in case of the high water mass flow rate.
The inner structure of the triangular separate bar (TSB) was improved to enhance the productivity of the TSB flow meter by simplifying the machining process for making the flow meter. The cross section of upstream and downstream pressure chamber in the TSB was changed from triangle to circle, which make it possible to substitute the wire cutting by drilling in the process of machining the pressure chamber. The flow rate characteristics of the flow meters was calibrated with a laminar flow meter. Six kinds of flow meters whose diameters of pressure tap for measuring pressure of both upsteam and downstream pressure chamber were different one another were made. The effects of the pressure tap diameter on the flow rate characteristics of the TSB flow meter was little. The mass flow rate characteristics of the flow meters with increasing a non-dimensional parameter which includes the gas temperature, exhaust gas pressure and differential pressure at the flow meters and atmospheric pressure shows nearly linear relationship with a correlation coefficient of R=0.998.
The emission characteristics of a semi-Bunsen type burner for gas boilers were studied experimentally. The experimental results reveal that nitric oxide emission increases with fuel flow rate. It is linearly proportional to total fue flow rate at a small amount of fuel up to 0.4 liters per minute. It does not change significantly within the range of fuel flow rate from 0.4 to 1.2 liters per minute per nozzle and increases at large fuel flow rate. The carbon monoxide emission reveals to be dependent upon the fuel flow rate per each nozzle and the number of fuel injection nozzles. Diameter of an injection nozzle could have an effect on the emission characteristics of this type of burners. However, there is no marked change in the nitric oxide emission if the total fuel flow rate is same with different nozzle sizes.
Venturi meter is frequently used in feed water flow control system in a nuclear power plant. Its accurate measurement plays a vital role in the safe operation of the plant. This paper firstly investigates the influence of the length of each section of pipeline, the throat inner diameter of Venturi and the flow characteristics in a single-phase flow on the accuracy of Venturi measurement by numerical calculation. Then the flow and the accuracy are discussed in a multi-phase flow. Numerical results show that the geometrical parameters and the characteristics of complex turbulent flow in the single-phase flow have little impact on the accuracy of Venturi flow rate measurement. In the multi-phase flow, the calculated flow rate of Venturi deviated from the actual flow rate and this deviation value is closely related to the amount of steam in the pipeline and increases sharply with the increase of the amount of steam. The over-reading of Venturi flow rate is present.
Shunt valves used to treat patients with hydrocephalus were tested to investigate influence of intracranial pressure pulsation on their flow control characteristics. Five commercial shunt valves were tested in the flow loop that simulates pulsed flow under pressure pulsation. As 20cc/hr of flow rate was adjusted at a constant pressure, application of $40mmH_2O$ of pressure pulse increased the flow rate by $67.9\%.$ As a 90cm length catheter was connected to the valve outlet, increase in the flow rate was substantially reduced to $17.5\%.$ As the flow rate was adjusted to 40cc/hr at a constant pressure, increase in the flow rate was $51.1\%$ with the same pressure pulsation of $40mmH_2O$. The results indicated that pressure-flow control characteristics of shunt valves implanted above human brain ventricle is quite different from those obtained by syringe pump test at constant pressures right after manufacture. The influence of pressure pulsation was observed to be more significant at low flow rate and the flexibility of the outlet silicone catheter was estimated to significantly reduce flow increase due to pressure pulsation.
The numerical analysis and the experiments are carried out to develop the design program for the flow control valve attached to the vane pump for power steering. The factors affecting the flow rate characteristics are analyzed by the experiments and the numerical analysis. The results are summarized as follows; (1) the main factors affecting to the first and second control flow rate are the diameter of big and small rod of the spool. (2) the cut off is mainly affected by the main spring constant, the initial displacement of main spring and the small diameter of the spool. (3) the dropping slope characteristics are decided by the chamfer of spool and the dynamic characteristics of the spool.
An experimental study is carried out to investigate the effects of air and water mass flow rates on cooling characteristics of mist impinging jet on a flat plate. Experiments are conducted with air mass flow rates from 0.0 to 3.0 g/s, and water mass flow rates from 5.0 to 20.0 g/s. An air-atomizing nozzle is used for the purpose of controlling air and water mass flow rates. In this study, a new test section is designed to obtain local heat transfer coefficient distributions. Heat transfer characteristics of the mist impinging jet are explained with the aid of flow visualization. Surface temperature and heat transfer coefficient distributions become more uniform as air mass flow rate increases, and that the increases in water flow rate mainly enhance cooling performance. Air mass flow rate weakly influences averaged heat transfer coefficient when water mass flow rate is low, but averaged heat transfer coefficient increases remarkably as air mass flow rate in case of high water mass flow rate.
The purpose of this study is to analyze the characteristics of hydraulic behavior of the natural channel flow according to the temporal classification mode, and thus propose the hydraulic analysis method for future channel design. For analysis, the temporal flow characteristics of the channel section was divided into the steady flow and the unsteady flow. For hydraulic analysis, the HEC-RAS model, which is a one-dimensional numerical analysis model, and the SMS-RAM2 model, which is a two-dimensional model, were used and the factors used for analysis of hydraulic characteristics were flood elevation and flow rate. The flow state was analyzed on the basis of the one-dimensional steady flow and unsteady flow for review. In the unsteady flow analysis the flow rate changed by $(-)0.16%{\sim}(+)0.26%$, and the flood elevation varied by $(-)0.35%{\sim}(+)0.51%$ as compared to the values in the steady flow analysis. Given these results, in the one-dimensional flow analysis based on the unsteady flow the flood elevation and flow rate were greater than when the analysis was done on the basis of the steady flow. The flow state was analyzed on the basis of the two-dimensional steady flow and unsteady flow. In the unsteady flow analysis the flow rate varied by $(-)0.16%{\sim}(+)1.08%$, and the flood elevation changed by $(-)0.24%{\sim}(+)0.41%$ as compared to the values in the steady flow analysis. Given these analysis results, in the two dimensional flow analysis based on the unsteady flow, the flood elevation and flow rate were greater than when the analysis was done on the basis of the steady flow.
Annular flow refers to a special type of two-phase flow pattern in which liquid flows as a thin film at the periphery of a pipe, tube, or conduit, and gas with relatively high velocity flows at the center of the flow section. This gas also includes dispersed liquid droplets. The liquid film flow rate continuously changes inside the tube due to two processes-entrainment and deposition. To determine the liquid holdup, pressure drop, the onset of dryout, and heat transfer characteristics in annular flow, it is important to have proper knowledge of flow characteristics. Especially a better understanding of entrainment fraction is important for the heat transfer and safe operation of two-phase flow systems operating in an annular two-phase flow regime. Therefore, the objective of this work is to develop a computational model for the simulation of the annular two-phase flow regime and assess the various existing models for the entrainment rate. In this work, Computational Fluid Dynamics (CFD) in ANSYS FLUENT has been applied to determine annular flow characteristics such as liquid film thickness, film velocity, entrainment rate, deposition rate, and entrainment fraction for various gas-liquid flow conditions in a vertical upward tube. The gas core with droplets was simulated using the Discrete Phase Model (DPM) which is based on the Eulerian-Lagrangian approach. The Eulerian Wall Film (EWF) model was utilized to simulate liquid film on the tube wall. Three different models of Entrainment rate were implemented and assessed through user-defined functions (UDF) in ANSYS. Finally, entrainment for fully developed flow was determined and compared with the experimental data available in the literature. From the simulations, it was obtained that the Bertodano correlation performed best in predicting entrainment fraction and the results were within the ±30 % limit when compared to experimental data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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