Aqueous polymer solutions are known to have small pressure reduction. Paraffin slurries are known to have high thermal capacity. Paraffin particles are mixed into an aqueous polymer solution to make a new heat transfer fluid having high thermal capacity but low pressure reduction. The heat transfer characteristics of the new slurry was tested in a circular tube having a constant heat transfer boundary condition. The new slurry was found to have high Nusselt numbers as well as high thermal capacity and low pressure reduction in the laminar flow. The trends of the Nusselt numbers along the heating test section were studied for various heating conditions.
Al forged parts are many cases with rib-web section which is difficult to manufacture precisely. Therefore, process conditions must be optimized for precision forging of Al alloys. In this study, various process parameters such as die design, lubricant, ram speed, forging temperature have been investigated using the experiment, upper bound theory and F.E.M. simulation to develop the precision forging technology for rib-web shape component. When lubricant is applied to both material and die, shear friction factor is 0.1 which shows best effect of lubricant. It is specific corner radius of die that minimized forging load regarding process conditions, especially according to the ratio of the width of rib and web. In conclusion, optimum corner radius is 2~3mm when the width of rib and web is 3mm and 20mm respectively.
The analysis of lateral hydrodynamic forces from the compressor labyrinth seals is presented. The basic equations are derived using a two-control-volume model for compressible flow. Blasius' wall friction-factor formula and jet flow theory are used for the calculation of the wall shear stresses and the recirculation velocity in the cavity. Linearized zeroth-order and first-order perturbation equations are developed for small motion about a centered position by an expansion in the eccentricity ratio. Integration of the resultant first-order pressure distribution along and around the seal defines the rotordynamic coefficients of the labyrinth seal. The rotordynamic analysis for the balance drum labyrinth seal of an ethylene refrigeration compressor is carried out. The results of rotordynamic characteristic of the labyrinth seal and comparisons with other types of seal, honeycomb seal and smooth seal, are presented.
고분자 첨가물의 퇴화는 시험용액의 고온상태에서 증가된다. 합성고분자용액의 퇴화에 대해 시간에 따른 온도와 고분자 농도의 영향을 알아보기 위해 6$0^{\circ}C$, 8$0^{\circ}C$의 온도와 100, 200, 400, 600 ppm의 다양한 고분자 농도에 따라 폐회로방식으로 실험적인 연구를 하였다. 퇴화효과는 기계적 퇴화보다 온도에 더 의존적임이 밝혀졌다. 마찰계수와 레이놀즈 수의 관계는 레이놀즈 수가 5만부터 15만까지의 범위에서 레이놀즈 수가 증가함에 따라 마찰계수가 감소하고, 저온에서 마찰은 Vi가의 최대마찰저항감소 점근선에 접근한다는 것을 보인다. 일정한 유량과 온도에 대해, 높은 고분자 농도에서 퇴화효과가 더 작게 밝혀졌다. 일정한 유량과 고분자 농도에 대해서는 퇴화율이 주로 온도에 영향받는 것으로 밝혀졌다. 8$0^{\circ}C$의 온도, 100 ppm의 고분자 농도에서 4시간후에 마찰저항 감소효과가 없어졌다. 그러나, 열적퇴화는 고분자 분자들간의 결합력을 증가시켜 주는 것으로 생각되는 계면활성제 같은 추가적인 물질을 이용하여 극복할 수 있을 것이다.
A numerical procedure for optimizing the shape of three-dimensional channel with V-shaped ribs extruded on both walls has been carried out to enhance the turbulent heat transfer. The response surface based optimization is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Wavier-stoked analysis. Shear stress transport (SST) turbulence model is used as a turbulence closure. Computational results for average heat transfer rate show good agreements with experimental data. The objective function is defined as a linear combination of heat transfer and friction loss-related terms with a weighting factor. Three dimensionless variables such as, rib pitch-to-rib height ratio, rib height-to-channel height ratio, and the attack angle of the rib are chosen as design variables. Nineteen training points obtained by D-optimal designs for three design variables construct a reliable response surface. In the sensitivity analysis, it is found that the objective function is most sensitive to the ratio of rib height-to-channel height ratio. And, optimal values of design variables have been obtained in a range of the weighting factor.
Governing equations and numerical solution methods are derived for the analysis of a combination-type-staggered-labyrinth seal used in high performance steam turbines. A bulk flow is assumed for each combination-type-staggered-labyrinth cavity. Axial flow through a throttling labyrinth strip is determined by Neumann's leakage equation and circumferential flow is assumed to be completely turbulent in the labyrinth cavity. Moody's wall-friction-factor formula is used for the calculation of wall shear stresses. For the reaction force developed by the seal, linearized zeroth-order and first-order perturbation equations are developed for small motion near the centered position. Integration of the resultant first-order pressure distribution along and around the seal defines the rotordynamic coefficients of the combination-type-staggered-labyrinth seal. Theoretical results of leakage and rotordynamic characteristics for the IP4-stage seal of USC (ultra super critical) steam turbine are shown with the effect of sump pressure, the number of throttling labyrinth strip, and rotor speed.
A numerical optimization has been carried out to determine the shape of the three-dimensional channel with oblique ribs attached on both walls to enhance turbulent heat transfer. The response surface based optimization is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of fluid flow and heat transfer. Shear stress transport (SST) turbulence model is used as a turbulence closure. Numerical results fur heat transfer rate show good agreements with experimental data. four dimensionless variables such as, rib pitch-to-rib height ratio, rib height-to-channel height ratio, streamwise rib distance on opposite wall to rib pitch ratio, and the attack angle of the rib are chosen as design variables. The objective function is defined as a linear combination of heat-transfer and friction-loss related coefficients with a weighting factor. D-optimal method is used to determine the training points as a means of design of experiment. Sensitivity of the objective parameters to each design variable has been analyzed. And, optimal values of the design variables have been obtained in a range of the weighting factor.
노후화된 콘크리트 포장 및 건물 철거 시 많은 양의 폐콘크리트가 발생하고 있다. 본 연구에서는 폐콘크리트를 파쇄 처리하여 생산된 순환골재가 다시 인근 도로 현장의 노체 또는 노상 재료로 사용될 경우, 다짐으로 인한 파쇄정도와 입도 변화가 공학적 특성(투수계수 및 전단강도)에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 현장에서 수거된 순환골재의 크기를 3 종류(31.5-45.0mm, 19.0-31.5mm, 9.5-19.0mm)로 나눈 다음, 이를 일정한 비율로 혼합한 총 7 종류의 시료를 대상으로 수정 B 및 D 다짐시험을 실시하였다. 다짐으로 파쇄된 순환골재에 대한 체분석을 실시하여 다짐 에너지와 골재 크기에 따른 파쇄 정도를 4 종류의 파쇄지수($B_{15}$, $C_c$, $B_{10}$, $B_r$)로 계산하였다. 다짐에너지에 따른 파쇄지수는 지수에 따라 D 다짐의 경우가 2.0-8.0배 정도 더 높은 파쇄성을 보였으며, 가장 큰 골재의 파쇄성이 가장 작은 골재에 비해 1.4-3.0배 정도 더 높았다. 한편, 5.6-9.5mm 사이 순환골재를 분쇄하여 파쇄지수 중 $B_{15}$에 따라 1, 3, 10, 20, 30, 50, 60, 70이 되도록 입도 조정한 시료에 대해 투수시험과 직접전단시험을 실시하였다. 파쇄지수($B_{15}$)가 증가함에 따라 투수계수는 계속 감소하였으며, 파쇄지수가 50일 경우 1/22까지 감소하였다. 한편, 순환골재의 마찰각은 파쇄지수가 1에서 50까지 증가함에 따라 $46.1^{\circ}$에서 $54.5^{\circ}$까지 증가하다가 60 이후는 다시 감소하는 경향을 보였다.
한계평형법에 의한 비탈면 안정성 해석은 활동면을 반복적인 해석 후 임계면을 설정하여 해석을 수행하고, 지반이 균질한 경우에만 적용이 가능하며, 안전율만 산정 할 수 있는 단점이 있다. 그러나 강도감소법을 적용한 해석에서는 수행자가 여러 가지 측면에 대해서 판단하고, 안전율을 산정 할 수 있는 장점 등이 있다. 본 연구에서는 동일한 크기의 비탈면을 대상으로 한계평형해석과 강도감소법을 활용하여 경사도 변화에 따른 두 해석법 간의 안전율 변화 양상과 점착력과 내부마찰각의 변화에 따른 안전율 변화 추이를 비교 분석하였다. 각각의 해석법에 따른 안정해석 분석 결과 지반내 응력, 변위와 변형률 등을 종합적으로 검토할 수 있는 강도감소법이 활용도가 높을 것으로 판단된다.
본 연구는 전라남도 장성군 일대의 석회암지대에서 강우로 인해 파괴된 절개사면을 대상으로 시료를 채취하여 물리적ㆍ역학적 특성을 파악하고 강우로 인한 사면 안정 해석을 통해 사면구배의 변화에 따른 안전율의 변화를 규명하였다. 연구지역 석회암 풍화토는 석영, 정장석, 깁사이트, 침철석 등으로 구성되어 있고 비중은 2.73, 통일분류상 SC에 해당되며 모암에서 풍화가 진행되면서 칼슘성분이 현저하게 감소하였다. 투수계 수는 2.56×10/sup -4/ cm/ sec 로서 실트 성 점토의 투수계수와 비슷한 값을 보였고 전단시험결과 불포화토에서 포화토로 변할수록 점착력은 3.0 t/㎡에서 0.72 t/㎡로 현저하게 줄어들며 내부마찰각 Φ 값도 감소하는 경향을 보였다. 강우로 인한 사면안정 해석시 강우강도를 고려한 침투심도를 구하는 것이 합리적이며 사면안정해석결과 침투심도가 클수록 사면의 안전율은 낮아져서 불안정하게 되고 침윤선을 고려한 절토사면의 최소안전율 1.5와 비교 시 강우를 고려한 석회암 풍화토의 절토사면 구배는 1 : 1.2이상 되어야 안전율을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 불포화토에서 포화토로 변할수록 점착력의 감소는 사면의 안전율감소에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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