Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제32권6호
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pp.869-876
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2008
A thermocompressor is the equipment which compresses a vapor to a desired discharge pressure. Since it was first used as the evacuation pump for a surface condenser, it has been widely adopted for energy saving systems due to its high working confidence. In the present study, the geometrical analysis of the shape between the jet nozzle and the diffuser inlet, the drag force was calculated by means of the integrated equation of motion and the computational fluid dynamic (CFD) package called FLUENT. The computer simulations were performed to investigate the effects by the various suction flow rates, the distance from jet nozzle outlet to the diffuser inlet and the dimensions of the diffuser inlet section through the iterative calculation. In addition, the results from the CFD analysis on the thermocompressor and the experiments were compared for the verification of the CFD results. In the case of a jet nozzle, the results from the CFD analysis showed a good agreement with the experimental results. Furthermore, in this study, a special attention was paid on the performance of the thermocompressor by varying the diffuser convergence angle of $0.0^{\circ}$, $0.5^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $3.5^{\circ}$ and $4.5^{\circ}$. With the increase of the diffuser convergence angle. the suction capacity was improved up to the degree of $1.0^{\circ}$ while it was decreased over the degree of $1.0^{\circ}$.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제10권2호
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pp.176-188
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2017
The nozzle-flapper valves are widely applied as a pilot stage in aerospace and military system. A subject of the analysis presented in this work is to find out a reasonable range of null clearance between the nozzle and flapper. This paper has presented a numerical flow coefficient simulation. In every design point, a parameterized model is created for flow coefficient simulation and cavitation under different conditions with varying gap width and inlet pressure. Moreover, a new test device has been designed to measure the flow coefficient and for visualized cavitation. The numerical simulation and test results both indicate that cavitation intensity gets fierce initially and shrinks finally as the gap width varies from small to large. From the curve, the flow coefficient mostly has experienced three stages: linear throttle section, transition section and saturation section. The appropriate deflection of flapper is recommended to make the gap width drop into the linear throttle section. The flapper-nozzle null clearance is optionally recommended near the range of $D_N/16$. Finally through simulation it is also concluded that the inlet pressure plays a little role in the influence on the flow coefficient.
Because of good performance of heat transfer characteristics, impinging jets are widely used in many industries for cooling or heating. And the present num erical studies attempt to show the effects of impinging jet. This paper considers the application of the turbulent models to impinging jet flow with pulsed inlet. It is assumed two-dimensional turbulent flows. The jet Reynolds num ber is set at 23,000 and the distance from the exit of the nozzle to the plate is 3 times larger than the diam eter of the nozzle. The influence of the Strouhal num ber(pulsation frequency) on Nusselt number at the impinging region is investigated. Strouhal numbers are ranged 0.0 to 0.5 and the forcing amplitudes are 1%,5%,9% of mean inlet velocity. In this study, the Nusselt number at the impinging region is sensitive to the pulsation frequency. Heat transfer coefficient strongly increase at Strouhal num ber of 0.4.
For the design of a liquid direct contact cooling system, thermal and hydraulic analysis has been carried out. Well-known Zukauskas correlations are used to estimate the Nusselt number between the liquid refrigerant columns and the inlet airflow. The inlet air velocity is set at a typical value used in an actual showcase. For a constant column number, the best nozzle arrangement is determined for the maximum heat transfer. Heat transfer increases as the transverse pitch of the refrigerant column decreases. Among all the cases dealt with in the present study, the staggered arrangement with 140-columns of $14{\times}10$ shows the best thermal peformance and the expected temperature drop is $27.8^{\circ}C$. The effect of downstream refrigerant columns on the overall thermal performance is investigated as well.
In this study, the performance of an ejector in the refrigeration cycle was experimentally studied using R600a. The performance of the ejector is analyzed according to the inlet pressure and nozzle position. The increase in the primary nozzle pressure decreased the pressure difference across the ejector. In the low entrainment region, the increased suction flow pressure led to an increase in the pressure difference. In the high entrainment region, the pressure difference was inversely proportional to the suction pressure. The effects of nozzle position ($L_n$) were also analyzed and for $L_n<0$, the decreased suction chamber volume led to a large pressure drop with the small increase in the suction mass flow rate. For $L_n>0$, the increased $L_n$ disturbed the primary nozzle flow and thus an increase in the primary nozzle flow increased the pressure lifting effect. In contrast, the increased suction mass flow rate decreased the pressure difference. When the nozzle outlet was located at the mixing part entrance ($L_n=0$), the ejector showed the highest pressure lifting effect.
This study was carried out to improve the design of fuel injection nozzle for marine medium speed diesel engine. For this purpose, fuel injection nozzle was modeled and simulated using CATIA V5R19 and FLUENT & MSC Nastran. Analyses of flow and heat transfer, respectively, were performed to find the optimal design of fuel injection nozzle. As the results, big pressure drop, which may lead to cavitation damage, was occurred at inlet of fuel injection hole with diameter 0.3mm. Furthermore, it was confirmed that the increase of mean temperature of fuel injection nozzle was almost a half in comparison with that of fuel injection nozzle tip.
Recent developments such as concern over global warming, depletion of fossil fuels and increase in energy demands by the increasing world population has eventually lead to mass production of electricity using renewable sources. Apart from wind and solar, ocean holds tremendous amount of untapped energy in forms such as geothermal vents, tides and waves. The current study looks at generating power using waves and the focus is on the primary energy conversion (first stage conversion) of incoming waves for different models. Observation of flow characteristics and the velocity in the augmentation channel as well as the front guide nozzle are presented in the paper. A numerical wave tank was used to simulate the waves and after obtaining the desired wave properties; the augmentation channel plus the front guide nozzle and rear chamber were integrated to the numerical wave tank. The waves in the numerical wave tank were generated by a piston type wave maker which was located at the wave tank inlet. The inlet which was modeled as a plate wall moved sinusoidally with the general function, x=asin$\omega$t The augmentation channel consisted of a front nozzle, rear nozzle and an internal fluid region representing the turbine housing. The analysis was performed using the commercial CFD code ANSYS-CFX.
This paper presents an arc(hot-gas flow field) analysis method in GCB. This method includes the Lorentz's force due to magnetic field, turbulent viscous effect and radiation heat transfer which are indispensable to the analysis of hot-gas flow. To verify the applicability of the Proposed method, steady state hot-Eas flow analysis within a simplified interrupter has been carried out. Inlet boundary pressure values were assumed to be 9.0atm and 12.0atm. For each inlet boundary condition, three cases of hot-gas flow field analyses were performed according to the values of arc currents which were assumed to be D.C 0.6kA. 1.0kA and 2.0kA. The results revealed that the arc radius at nozzle throat has been concentrated by increasing the pressure of nozzle upstream and that the maximum temperature of arc core has been decreased along to nozzle exit and the high temperature lesion come to be wide in nozzle downstream. From these results, it is confirmed that the proposed method will be applicable to predict the large current interruption capability of GCB.
In this study, a flashing boiling phenomenon of pressurized water jet was numerically studied and validated against an experimental data in the literatures. The volume of fluid (VOF) technique was used to consider two-phase behavior of water, while the homogeneous relaxation model (HRM) model was used to provide the velocity of phase change. During the flashing boiling through a nozzle, a mach disk was observed near nozzle exit because of pressure drop resulting from two-phase under-expansion. The flashing jet structure, local distributions of temperature/vapor volume fraction/velocity, and position of the mach disk were examined as nozzle inlet temperature changed.
원자로에서 펌프에 의해 야기되는 맥동 압력은 원자로 내부 구조물에 진동과 손상을 줄 수 있기 때문에 관심이 증가되고 있다. 본 연구에서는 냉각관과 환형관(원자로 압력 용기와 노심 보호 지지대 사이)으로 구성된 기하 형태에서 펌프에 의해 야기되는 맥동 압력을 해석할 수 있는 수력학적 모델을 개발하였다. 수학적 지배 방정식은 압축성, 비점성 유체에 대해 선형화된 Navier-Stokes 방정식이다. 냉각관과 환형관을 따로 분리하여 해석하고 두영역의 커플링 영향을 고려하였다. 또한 본 기하 형태에서 펌프맥동 압력에 영향을 미치는 주요 기하 인자에 대한 평가를 수행하였다. 본 해석 결과와 실험차를 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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