• 제목/요약/키워드: Initial Droplet Diameter

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CFD 모델을 이용한 단순 스프링클러 헤드 주위의 액막 유동해석 (Numerical Analysis of a Liquid Sheet Flow around a Simplified Sprinkler Head Using a CFD Model)

  • 김성찬
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제30권6호
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    • pp.111-117
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    • 2016
  • 본 연구는 스프링클러 헤드 근처에서 형성되는 액막의 자유표면 유동에 대해 CFD 모델을 적용하여 해석하고 스프링클러의 초기분무 특성 예측을 위한 기존 이론식의 결과와 비교를 통해 이론 모델의 타당성을 검토하였다. CFD 해석은 상용 해석프로그램인 CFX 14.0을 이용하였으며 노즐과 디플렉터로 이루어진 단순형상에 대해 표준난류모델과 VOF법을 적용하여 해석을 수행하였다. 평판부의 디플렉터 끝단에서 속도분포는 CFD 해석과 경험식이 매우 잘 일치된 결과를 보였으나 기하학적 형상이 복잡한 부분에서는 속도분포의 차이를 보였다. 이론모델에서 예측된 평균액적크기는 실제 스프링클러 헤드에서 측정된 평균액적크기에 대한 이전 연구결과와 큰 차이를 보였다. 그러나 이론 모델은 스프링클러 헤드의 초기 액적형성과정의 메커니즘을 이해하고 실험적 접근이 용이하지 않은 상황에서 분무 액적의 특성을 예측하는데 유동한 도구로 활용될 수 있다.

급속열분해를 통하여 생산된 바이오오일 액적의 증발 특성에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Evaporation Characteristics of Biocrude-oil Produced by Fast Pyrolysis)

  • 최상규;최연석;김석준;한소영
    • 공업화학
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    • 제27권6호
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    • pp.646-652
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    • 2016
  • 바이오매스는 최근 화석연료의 고갈 및 지구온난화 등의 문제에 대응하기 위한 신재생에너지원으로 많은 관심을 받고 있다. 바이오오일은 폐목재, 농업 및 임업 부산물 등의 바이오매스로부터 급속열분해 과정을 통하여 생산되는 액체연료이다. 바이오오일은 일반적인 석유 계통의 연료에 비하여 점도가 매우 높고 고체상의 불순물을 포함하고 있어 버너 적용시 스프레이 분무 특성이 저하된다. 또한, 바이오오일은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌으로부터 유래되는 수백 종류의 화학종들로 이루어져 있어 일반적인 액체연료와는 액적의 증발 특성이 뚜렷하게 구분된다. 본 연구에서는, 바이오오일의 구성 성분을 아세트산, 레보글루코산, 페놀, 수분으로 단순화하여 액적의 증발 특성에 관한 수치해석적 연구를 수행하였다. 다양한 주위공기 온도, 액적의 초기 지름, 에탄올 혼합 비율에 대하여 액적의 증발 특성을 비교하였다. 주위공기 온도가 높아질수록 바이오오일 액적의 증발 시간은 짧아졌으며, 특히 낮은 온도 범위에서는 증발 시간이 공기온도에 매우 민감하였다. 또한 액적의 지름이 감소할수록, 에탄올 혼합 비율이 증가할수록 증발 시간이 단축됨을 알 수 있었다.

부족팽창 습공기 제트의 마하디스크 거동에 관한 수치적 연구 (A Computational Study of the Mach Disk in Under-Expanded Moist Air Jet)

  • 백승철;권순범;김희동
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.514-519
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    • 2003
  • A computational study is performed to clarify the characteristics of supersonic moist air jet issuing from a simple sonic nozzle. The effects of the initial supersaturation on the Mach disk diameter and location, the barrel shock wave and jet boundary structures are investigated in details. The axisymmetric, compressible, Navier-Stokes equations, coupled with droplet growth equation, are solved using a third-order MUSCL type TVD finite-difference scheme. It is found that the Mach disk diameter increases with an increase in relative humidity of moist air. while its location is not significantly dependent on the relative humidity. As the relative humidity increases, the barrel shock wave and jet boundary are more expanded due to the local static pressure rise of nonequilibrium condensation.

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부족팽창 습공기 제트의 마하디스크 거동에 관한 수치적 연구 (A Computational Study of the Mach Disk in Under-Expanded Moist Air Jet)

  • 백승철;권순범;김희동
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.562-567
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    • 2003
  • A computational study is performed to clarify the characteristics of supersonic moist air jet issuing from a simple sonic nozzle. The effects of the initial supersaturation on the Mach disk diameter and location, the barrel shock wave and jet boundary structures are investigated in details. The axisymmetric, compressible, Navier-Stokes equations, coupled with droplet growth equation, are solved using a third-order MUSCL type TVD finite-difference scheme. It is found that the Mach disk diameter increases with an increase in relative humidity of moist air. while its location is not significantly dependent on the relative humidity. As the relative humidity increases, the barrel shock wave and jet boundary are more expanded due to the local static pressure rise of nonequilibrium condensation.

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광폭면 분무를 위한 2유체 노즐의 분무 특성에 관한 연구 (An Experimental Study on the Spray Characteristics by Twin-Fluid Atomizer for Wide Band Spray)

  • 이중순
    • 한국분무공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.212-219
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    • 2008
  • To develop the twin-fluid atomizer having the excellent performance of painting, the spray characteristics of how a wide area can be painted efficiently by one time spraying were studied in this paper. Spray phenomena are affected by the many factors determining the spray field such as the spraying pressure of gas, the spraying pressure and viscosity of liquid paints, the opening duration of needle valve, the design dimension of nozzle, and so on. As the results of experiments, these factors affecting on spray characteristics were suggested as followings; 1) The optimum spraying pressure of gas was $0.015{\sim}0.02\;kPa$, and the appropriate spraying pressure of liquid paint was 0.01kPa, In these situations, the setting up pressures must be compensated as much as the losing amount of pressure because a decompression occurred when operating valves. 2) The duration of opening the needle valve must be sustained for $1{\sim}2$ seconds to inject gas after spraying the liquid paint. This operating of the needle valve was necessary to avoid the affect on the changing of liquid column length, and to prevent the droplet deposit at the initial time of spraying. 3) The spray tip penetration was gained form the experimental equation, and the effective spraying angle was $85^{\circ}{\pm}5^{\circ}$ just at he appropriate spraying pressure of gas. The distribution of the area sprayed had the variation in $350{\pm}50\;mm$ because of the spraying pressure of gas, the its distance from the spray tip, and the lift of the needle valve.

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분무성형공정에서의 빌렛형상 모델링 (Modeling of Billet Shape in Spray Forming Process)

  • 장동훈;강신일;이언식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권6호
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    • pp.961-970
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    • 1997
  • A numerical method is presented to predict and analyze the shape of a growing billet produced from the "spray forming process" which is a fairly new near-net shape manufacturing process. It is important to understand the mechanism of billet growing because one can obtain a billet with the desired final shape without secondary operations by accurate control of the billet shape, and it can also serve as a base for heat transfer and deformation analysis. The shape of a growing billet is determined by the flow rate of the alloy melt, the mode of nozzle scanning which is due to cam profile, the initial positio of the spray nozzle, scanning angle, and the withdrawal speed of the substrate. In the present study, a theoretical model is first established to predict the shape of the billet and next the effects of the most dominent processing conditions, such as withdrawal speed of the substrate and the cam profile, on the shape of the growing billet are studied. Process conditions are obtained to produce a billet with uniform diameter and flat top surface, and an ASP30 high speed steel billet is manufactured using the same process conditions established from the simulation.imulation.