In this paper, we present the flow and heat transfer characteristics with the array of impinging jet nozzles by using the numerical computation and experiment. Numerical solutions were obtained for dimensionless gap H=6, dimensionless outlet length L=10 and Reynolds number Re=1500 by using the commercial CFD code, CFX -5. Experimental and numerical results were agreed well with each other. It was found that the impinging jet with circular array nozzles generated the uniform heat transfer area and the maximum heat transfer is higher than rectangular array nozzles for certain parameter sets.
Information on temporal evolution of whole velocity fields is essential for physical understanding of a complicated turbulent flow and was obtainable using dynamic PIV because of advances of high-speed imaging technique, laser and electronics. A dynamic PIV systme consists of a high-speed CMOS camera having $1K\times1K$ pixels resolution at 1 KHz and a high-repetition Nd:Yag pulse laser. In order to validate its performance, the dynamic PIV system was applied to a turbulent jet whose Reynolds number is about 3000. The particle images of $1024\times512$ pixels were captured at a sampling rate of 4 KHz. The dynamic PIV system measured successfully the temporal evolution of instantaneous velocity fields of the turbulent jet, from which spectral analysis of turbulent structure was also feasible.
In this paper, we present the flow and heat transfer characteristics with the array of impinging jet nozzles by using the numerical computation and experiment. Numerical solutions were obtained for dimensionless gap H=6, dimensionless outlet length L=10 and Reynolds number Re=1500 by using the commercial CFD code, CFX-5. Experimental and numerical results were agreed well with each other. It was found that the impinging jet with circular array nozzles generated the uniform heat transfer area and the maximum heat transfer is higher than rectangular array nozzles for certain parameter sets. It is one of the most important utilities providing steam to turbine in order to supply mechanical energy in thermal power plant. It is composed of thousands of tubes for high efficient heat transfer.
한국마린엔지니어링학회 2000년도 춘계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2000 Spring Annual Meeting)
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pp.86-92
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2000
Two-phase flow in a combustion chamber is experimentally analyzed according to the five different conditions in the Reynolds number of $1.02{\times} 10^4$ As the height difference between the primary and secondary jets increases the secondary has a little effect on the primary. In the case of the same height difference the primary jet is affected as the velocity of secondary increases. The primary-jet flow field causes the particle concentration since the particle stagnation phenomena appear in the recirculation zone. The particle concentration is controlled by the velocity of secondary jet the height difference and the angle of primary jet in the test section.
A numerical simulation is performed for the cooling heat transfer of a heated cylindrical pedestal by an axisymmetric jet impingement. Based on the k- $\varepsilon$- f$\sub$${\mu}$/ model of Park et at., the linear and nonlinear stress-strain relations are extended. The Reynolds number based on the jet diameter(D) is fixed at Re$\sub$D/ = 23000. The local heat transfer coefficients are compared with available experimental data. The predictions by k- $\varepsilon$-f$\sub$${\mu}$/ model are in good agreement with the experiments, whereas the standard 7- f model does not properly resolve the flow structures.
A theoretical study for the laminar round jet diffusion flame impinging on the wall was carried out to predict the characteristics and structure of impinging jet flame and heat transfer to the wall. Finite chemistry via Arrhenius equation was adopted as the combustion model. All the transport properties were considered as the variable depending on the temperature and composition. For the parametric study, the distance from nozzle to perpendicular wall and Reynolds number at nozzle exit were chosen as the major parameters. As the results of the present study, the characteristics of flow field and the distributions of temperature, density and each chemical species were obtained. The heat transfer rate from flame to the wall and the effective heating area were calculated to investigate the influence of the major parameters on the heat transfer characteristics.
A 4D-PTV system was constructed. The measurement system consists of three high-speed high-definition cameras, Nd-Yag laser(10mJ, 2000fps) and a host computer. The GA-3D-PTV algorithm was used to extract three-dimensional velocity vectors in the measurement volume. A horizontal impinged jet flow was measured with the constructed system. The Reynolds number is about 40,000. Spatial temporal evolution of the jet flow was examined in detail and physical properties such as spatial distributions of vorticity and turbulent kinetic energy were obtained with the constructed system.
Experimental results and numerical computations were conducted to investigate the effect of the confined wall on the flow and heat transfer characteristics for a two-dimensional impinging jet. Experimental results and Numerical solutions were obtained by using the particle image velocimetry and the commercial CFD code (CFX 11), respectively. The parameters studied were jet Reynolds number (Re=5,000), conditions of confined wall (unventilate), nozzle to plate spacings ($H/W=1{\sim}16$), and nozzle to nozzle spacing (S/W=6). Experimental and numerical results were agreed well with each other. The maximum heat transfer point was found variation of nozzle to plate spacings.
본 연구에서는 적외선(Infra-Red) 카메라를 이용하여 원형 노즐을 통한 고속 제트 분사 시 수직 충돌 벽면에서 나타나는 정상상태(steady state)의 단열 벽면 온도를 2차원적으로 측정하였다. 출구 노즐 직경으로 표현된, Reynolds 수 187,000에서 노즐-평판간 거리 변화의 영향을 살펴보았으며, 측정된 단열 벽 온도는 회복 계수로 무차원화 하였다. 한편 열전대를 이용하여 측정한 단열 벽면 온도를 적외선 카메라를 이용한 측정 결과와 비교하여 검증하였다.
본 실험에서는 종래와는 달리 먼저 입출구 부분에서 입자분포 측정장치를 이용하여 실험함으로써 여러 가지 입자크기에 대하여 동시에 효율을 구할 수 있는 장치를 구성하고 앞에서 열거한 여러 가지 실험인자중 레이놀즈수와 S/W를 변화시키면 서 일단 슬릿 임팩터(one-stage slit impactor)의 효율을 .root.Stk에 따라 구하여 일단 임팩터 뿐만 아니라 다단 임팩터(multistage impactor)에 대한 설계기초자료를 마련하 고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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