Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.17
no.2
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pp.75-81
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2009
A study was performed to investigate the characteristics of two-phase jet injected into subsonic cross-flow using the external mixed gas blast two-phase nozzle. The shadowgraph method was adopted for the cross-flow jet visualization and PDPA system was used to measure droplet size, velocity, and volume flux. The atomization of two-phase jet is initially determined according to gas to liquid mass flow-rate ratio and the Reynolds number of cross-flows. The highest penetration trajectories of two-phase jet injected into cross-flow are governed by the momentum ratio at subsonic cross-flow. As GLR of two-phase jet injected into cross-flow increases, the droplet size decreases and the distribution area of volume flux increases. The distribution of volume flux that influenced by the counter vortex pair at the downstream of cross-flow is symmetric in shape of horseshoe.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2007.04a
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pp.106-109
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2007
The spray plume characteristics of liquid water jet injected into subsonic cross-flow at 42 m/s were experimentally investigated. Nozzle has a 1.0 m diameter and L/D=5. Droplet sizes, velocities, volume flux were measured at each downstream area of the injector exit using phase Doppler particle anemometry. Measuring probe position is moved with 3-way transversing machine. Experimental results indicate that SMD is varied from 75 to $120{\mu}m$ distribution and it is uncertain layer structure. SMD peaks at the top of the spray plume. This phenomenon is related to the momentum exchange between column waves and cross-flow stream. Droplet vector velocities were varied from 11.5 to 33 m/s. A higher-velocity region can be identified in down edge region at Z/D : 40, 70 and 100. Lower-velocity region were observed on bottom position of the spray plume. Volume flux is a criterion to the droplet concentration. All volume flux distribution has a same structure that continuously decreases from the center region to the edge of the plume. Z/D : 20 is spatially less concentrated than in Z/D : 100.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.12
no.1
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pp.81-94
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1988
A series of experiments was performed in this study to investigate the boiling heat flux between an impinging water jet and a hot surface. Test variables were surface roughness, jet velocity, saturation temperature excess of surface, nozzle diameter and the gap distance between nozzle plate and the hot surface. In order to make the impinged cooling water a forced flow streaming a long the hot surface immediately after the initial impingement, the flat nozzle tip was extended to a circular flat plate having the same diameter as the hot surface. Utilizing the dimensionless parameter study on continuity, momentum and energy equations, 5 groups of variables involved in the nucleate boiling heat transfer were derived so that it is possible to estimate the increased heat flux by impinging water jet in a similar experimental work. For the case of saturated water being impinging onto a high temperature surface, an applicable correlation among dimensionless parameters describing the heat flux was found to be as follow.
A numerical simulation of membrane evaporation process was carried out in this work. The aim of simulation is to describe transport of water through porous membranes applicable to the concentration of aqueous solutions. A three-dimensional mathematical model was developed which considers transport phenomena including mass, heat, and momentum transfer in membrane evaporation process. The equations of model were then solved numerically using finite element method. The results of simulation in terms of evaporation flux were compared with experimental data, and confirmed the accuracy of model. Moreover, profile of pressure, concentration, and heat flux were obtained and analyzed. The results revealed that developed 3D model is capable of predicting performance of membrane evaporators in concentration of aqueous solutions.
Magnetic fields are thought to playa role in a wide variety of important astrophysical processes, from angular momentum transport and jet formation in accretion disks to corona formation in stars. Unfortunately, the dynamics of magnetic fields in astrophysical plasmas are extremely complicated, and the success of current theoretical models and computer simulations seems to be inversely correlated with the amount of observational detail available to us. Here I will discuss some of the more striking conflicts between numerical simulations and observations, and present an explanation for them based on an important dynamical process which is not adequately modeled in current numerical simulations. These processes will lead to the formation of flux tubes in stars and accretion disks, in accordance with observations. I will discuss some of the implications of flux tube formation for stellar and accretion disk dynamos.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.13
no.6
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pp.462-473
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2001
Due to the coupling between momentum and energy transport theoretical analysis of the loop performance is very complicate, therefore it is necessary that these problems be solved by experimental investigation before applying th loop thermosyphon to heat exchanger design. The evaporator and condenser of the loop thermosyphon were made of carbon-steel, and distilled water was used as working fluid in the experiments. From the experimental data correlations of heat transfer coefficient for evaporator and condenser sections were obtained. For heat fluxes in th range of 13~78kW/$m^2$, the correlation equations of heat transfer coefficients in evaporator and condenser predict the experimental behavior to within $\p$\pm$5% and\;\pm20$% respectively.
The $LiBr-H_{2}O$ absorption process on a horizontal tube has been analyzed using the numerical method which incorporates the fully elliptic Navier-Stokes equations for the momentum equations, the energy and mass-diffusion equations. On a staggered grid, the SIMPLER algorithm with the QUICK scheme is used to solve these equations along with the MAC method for the free surface tracking. With the assumption that the absorbent is linear, calculations have been made for various inlet temperature and flow-rate conditions. The detailed results of the parametric study, such as the temperature, concentration, absorption mass flux and wall heat flux distributions are presented. The self-sustained feature of the absorption process is clearly elaborated. The analyses have also been carried out for multiple tube arrangement and the results show that the absorption rate converges after a few tube rows.
The Leipzig Wind Profile is generally known as a typical neutral planetary boundary layer flow. But it became clear from the present research that it was not completely neutral but weakly stable. We examined whether we could simulate the Leipzig Wind Profile by using a ($k-{\varepsilon}$) turbulence model including the equation of potential temperature. By solving analytically the Second Moment Closure Model under the assumption of local equilibrium and under the condition of a stratified flow, we expressed the turbulent diffusion coefficients (both momentum and thermal) as functions of flux Richardson number. Our ($k-{\varepsilon}$) turbulence model which included the equation of potential temperature and the turbulent diffusion coefficients varying with flux Richardson number reproduced the Leipzig Wind Profile.
An experimental study of jet impingement on aluminum foam mounted on the surface with constant heat flux is conducted with the presentation of the heat transfer rate measured when jet impinges normally to a flat plate. Effects of pore density, foam thickness and Reynolds number on the heat transfer are analyzed. Experimental results show that the significant enhancement in Nu is obtained when the aluminum foam is mounted on the heated plate and that the increase in the heat transfer due to the porous material insertion is dominated by both the increase in the heat transfer area and the decrease in the momentum flux resulted from the pressure drop.
The geometrical and electromagnetic variables of a rectangular-type magnetohydrodynamic (MHD) circulation system are optimized to solve MHD equations for the active decay heat removal system of a prototype Gen-IV sodium fast reactor. Decay heat must be actively removed from the reactor coolant to prevent the reactor system from exceeding its temperature limit. A rectangular-type MHD circulation system is adopted to remove this heat via an active system that produces developed pressure through the Lorentz force of the circulating sodium. Thus, the rectangular-type MHD circulation system for a circulating loop is modeled with the following specifications: a developed pressure of 2 kPa and flow rate of $0.02m^3/s$ at a temperature of 499 K. The MHD equations, which consist of momentum and Maxwell's equations, are solved to find the minimum input current satisfying the nominal developed pressure and flow rate according to the change of variables including the magnetic flux density and geometrical variables. The optimization shows that the rectangular-type MHD circulation system requires a current of 3976 A and a magnetic flux density of 0.037 T under the conditions of the active decay heat removal system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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