• 제목/요약/키워드: Nozzle area ratio

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이젝터 시스템의 설계 및 작동 특성에 관한 연구 (Study on the Design and Operation Characteristics of Ejector System)

  • 남궁혁준;한풍규;김영수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.627-630
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    • 2009
  • 이젝터 시스템은 주유동 제트에 발생되는 전단 응력과 압력차에 의해 흡입 챔버 압력에 영향을 미치거나 이차 흡입 유동을 유도한다. 이젝터는 터빈 기반 복합사이클 추진기관 및 로켓엔진의 고고도 모사 설비, 압력회복장치, 담수화 시스템, 이젝터 램젯시스템과 같이 많은 분야에 적용되어 널리 사용된다. 본 연구에서는 아음속 및 음속 조건에서 작동하는 이젝터의 형상 및 운전 조건을 결정하는 설계 절차를 수립하고자 하였다. 또한, 이론적 방법과 시험적 연구를 통해 축소 확대 디퓨저가 장착된 이젝터의 작동 특성을 파악하였다. 결국, 수치해석을 통해 요구 성능을 만족하는 이젝터의 최적 형상을 결정하였으며 다양한 노즐 목 및 챔버 직경을 변화시킨 이젝터에 대한 성능 시험을 통해 계산 결과를 검증하였다.

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습식-펄스방전 복합시스템의 황산화물 및 질소산화물 제거성능 특성 (SOx and NOx removal performance by a wet-pulse discharge complex system)

  • 박현진;이환영;박문례;노학재;유정구;한방우;홍기정
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.1-13
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    • 2019
  • Current desulfurization and denitrification technologies have reached a considerable level in terms of reduction efficiency. However, when compared with the simultaneous reduction technology, the individual reduction technologies have issues such as economic disadvantages due to the difficulty to scale-up apparatus, secondary pollution from wastewater/waste during the treatment process, requirement of large facilities for post-treatment, and increased installation costs. Therefore, it is necessary to enable practical application of simultaneous SOx and NOx treatment technologies to remove two or more contaminants in one process. The present study analyzes a technology capable of maintaining simultaneous treatment of SOx and NOx even at low temperatures due to the electrochemically generated strong oxidation of the wet-pulse complex system. This system also reduces unreacted residual gas and secondary products through the wet scrubbing process. It addresses common problems of the existing fuel gas treatment methods such as SDR, SCR, and activated carbon adsorption (i.e., low treatment efficiency, expensive maintenance cost, large installation area, and energy loss). Experiments were performed with varying variables such as pulse voltage, reaction temperature, chemicals and additives ratios, liquid/gas ratio, structure of the aeration cleaning nozzle, and gas inlet concentration. The performance of individual and complex processes using the wet-pulse discharge reaction were analyzed and compared.

이젝터를 이용한 순환양식 시스템 폭기공정의 혼합유동 특성 (Mixed Flow Characteristics of Aeration Process for Recirculation Aquaculture System Using Ejector)

  • 박상규;양희천
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권9호
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    • pp.847-854
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    • 2013
  • 본 연구는 환형 노즐 이젝터를 이용하여 수평방향 폭기공정의 혼합유동 및 산소전달 특성에 대한 실험적 연구를 목표로 한다. 실험변수는 이젝터 피치와 가압수 유량이며, 측정된 유량과 압력을 이용하여 유량비, 수두비 및 효율을 계산하였다. 이적터에서 분출된 혼합유동의 가시화를 통해 정성적 거동을 고찰하였으며, 용존산소량을 측정하여 총괄 산소전달계수를 도출하였다. 이젝터에서 분출된 혼합유동은 가압수의 운동량과 유입된 공기기포의 미립화에 따라 부력분류 또는 수평분류의 거동을 나타내었다. 기포의 크기에 기인하는 부력과 가압수의 운동량에 지배되는 혼합유동의 도달거리는 가압수와 공기기포의 접촉 면적 및 시간에 크게 영향을 미치기 때문에 산소전달률의 중요한 변수임을 유추할 수 있다.

초음파에 의해 무화된 슬릿제트화염의 연소특성에 대한 수송기체 유량의 영향 (Effects of the Carrier-gas Flow-rate on the Combustion Characteristics of the Ultrasonically-atomized Slit-jet Flame)

  • 김민성;배대석;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.9-16
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    • 2016
  • 초음파 진동자에 의해 미립화된 탄화수소계 액체연료 분사화염의 연소특성을 고찰하기 위한 실험이 수행되었다. 초고속카메라를 이용하여 미립화된 액체연료의 화염형상을 획득하였고, 이미지 후처리를 통해 화염의 구조와 거동을 면밀히 분석하였다. 또한 정밀유량계측법을 이용하여 연소반응 시 소모된 연료량도 측정하였다. 그 결과, 수송기체 유량이 증가하면 무화된 연료의 분사량도 같이 증가하였으나, 공연비(air/fuel ratio)와 수송기체 유량의 상관성은 관찰되지 않았다. 화염면적은 공연비 보다는 연료의 분사량과 진동자 인가전력에 종속하였으며, 화염면적의 FFT 분석을 통해 생성화염의 진동특성도 고찰하였다.

수분사 펌프의 유동 및 성능 해석 (Numerical Analysis of Flow Field and Performance of Water Jet Pump)

  • 조장근;박원규
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.64-73
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    • 1999
  • The three-dimensional numerical study of a water jet pump was carried out to investigate the relationship between performance and the geometric variables of nozzle space, area ratio, and throat length. Because of the complex geometry, the multiblock technique was adopted for numerical analysis and a special treatment for transferring data from each of the block interfaces was implemented in order to maintain the conserved properties. To validate the present code, flow passing through a square duct with a 90-deg bend was computed, our results show good accordance with other experimental and computational results. The numerical simulation was done with the flow of the water jet pump having a 180-deg bend in order to calculate the performance at different operating conditions. The performance of the water jet pump can be improved by study of parameters which clarify the relations between the geometric variables and the flow characteristics of vortex strength and location.

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우주비행체 자세제어용 소형 액체로켓엔진의 이론성능 해석 (A Theoretical Performance Analysis of Small Liquid Rocket Engine for Space Vehicle Attitude Control)

  • 김정수;박정;김성초;최종욱;장기원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.196-200
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    • 2005
  • 단일액체추진제 하이드라진 소형로켓엔진의 이론성능해석을 위한 추진제 연소화합물의 화학평형조성 계산모델이 간략히 제시된다. 성능해석결과는 1 lbf급 추력기의 성능평가 시험결과와 암모니아 몰분율의 관점에서 비교, 분석되고, 노즐팽창비와 추진제 주입압력에 따른 화학평형 조성 및 평균분자량 등이 추가로 제시된다. 이론해석은 단일액체추진제 중 대형급 로켓엔진의 설계변수 도출의 일환으로 시도된다.

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Spin 안정형 구형 로켓트에 관한 이론 및 실험적 연구 (Theoretical and Experimental Study on a Spin-Stabilized Spherical Rocket)

  • 이종훈
    • 한국국방경영분석학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.83-96
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    • 1977
  • The combustion chamber and nozzle of an end burning, small spherical rocket is designed. A spherical external shape has a number of advantages such as fixed center-of-gravity and minimum aerodynamic precession torques during flight and a better mass distribution for gyro-stabilization as contrasted to a conventional ogive rocket shape. It is shown that the cross-sectional variation of the end burning solid propellant with length is an exponential geometry to provide a constant thrust-weight ratio of the rocket device during the propellant burning period, and that the factors which affect the attainment of the constant relationship of thrust to weight in the design are the initial propellant area, initial weight of the rocket and propellant density. The measurement of the transient thrust in the ground static test using black powder propellant supports the predicted results. A wind tunnel having a $30{\times}30{\times}75cm$ test section and Mach number 0.11 is constructed, and a simple balance-type device is designed for the measurement of the drag of a spinning sphere. The experimental results indicate that the. spinning has no effect on the magnitude of the drag up to the Reynolds number $3{\times}10^5$. Numerical computation of the flight trajectories for various launching angles is presented, and the gyro-stabilization of spinning sphere is discussed.

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Removal of volatile organic compounds from air using activated carbon impregnated cellulose acetate electrospun mats

  • Patil, Kashyap;Jeong, Seonju;Lim, Hankwon;Byun, Hun-Soo;Han, Sangil
    • Environmental Engineering Research
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    • 제24권4호
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    • pp.600-607
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    • 2019
  • Volatile organic compounds (VOCs) are released from various sources and are unsafe for human health. Porous materials are promising candidates for the adsorption of VOCs owing to their increased ratio of surface area to volume. In this study, activated carbon (AC) impregnated cellulose acetate (CA) electrospun mats were synthesized using electrospinning for the removal of VOCs from the air mixture of ACs, and CA solution was electrospun at different proportions (5%, 10%, and 15%) in a single nozzle system. The different AC amounts in the electrospun mats were distributed within the AC fibers. The adsorption capacities were measured for acetone, benzene, and dichloromethane, using quartz crystal microbalance. The results elicited an increasing adsorption capacity trend as a function of the impregnation of ACs in the electrospun mats, while their capacities increased as a function of the AC concentration. Dichloromethane resulted in a faster adsorption process than acetone and benzene owing to its smaller molecular size. VOCs were desorbed with the N2 gas purging, while VOCs were adsorbed at higher temperatures owing to the increased vapor pressures. The adsorption analysis using Dubinin-Astakhov equation showed that dichloromethane is more strongly adsorbed on mats.

시멘트 몰탈형 고압분사공법(MJM)에 의한 연약지반 보강효과에 관한 연구 (A Study on the Effectiveness of the Mortar Jet Method in Increasing the Strength of the Soft Ground)

  • 천병식;백기현;주태성;도종남
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.59-64
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    • 2005
  • 근래 건설현장에서의 연약처리문제는 자주 대두되는 문제이며, 이러한 연약지반을 개량하기 위한 고압분사공법은 없어서는 아니될 필수적인 공법이지만 적용에 있어서 보강효과미흡, 지하수 및 지반오염문제 등 해결해야할 선결문제가 있다. MJM(Mortar Jet Method)공법은 주입재료로서 기존의 시멘트 외에 모래를 혼합하여 획기적 강도증대가 가능하며 3중관으로서, 슬라임 배출을 용이하게 하는 노즐을 부착시켜 치환율을 높여 전단면이 균질한 주상형고결체를 형성시킬 수 있고 특히, 해성점토 지반에서 기초말뚝으로서의 활용이 기대된다. 본 연구에서는 MJM공법의 실내 시험 및 현장시험시공을 통해 현장 적용성을 검토하였다.

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450 N급 메탄-산소 로켓 엔진을 위한 스파크 토치 점화기 개발 (Development of the Spark Torch Igniter for the 450 N-scale Methane-Oxygen Rocket Engine)

  • 박신영;최이담;한은조;김진건;이다혜;이은광;이민우
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.53-63
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    • 2024
  • 액체 로켓 엔진의 작동 신뢰성 확보를 위하여 높은 효율과 점화 성능을 가진 점화기가 필수적이다. 본 연구에서는 450 N급 메탄-산소 액체 로켓 엔진에 사용할 수 있는 스파크 토치 방식의 점화기를 개발하였으며, 이를 위해 수치해석, 제작 및 검증을 수행하였다. 구체적으로, 점화 성능 확보를 위해 점화기 출구에서의 엔탈피를 최대화하도록 질량 유량, 노즐 면적비, 연료-산화제 혼합비 및 세장비를 설계변수로 설정하고 파라메트릭 해석을 수행하였으며, 3차원 반응 유동 수치해석을 통해 출구 열량을 산출하였다. 나아가, 도출된 설계를 바탕으로 점화기를 제작하여 연소 실험을 수행하였으며, 안전을 고려하여 설정한 최대 압력 이내에서 수치해석 결과에 부합하는 점화 성능 확보가 가능한 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 설계 및 제작한 점화기는 차후 소형 우주발사체 상단 엔진 등 실제 추진 시스템 구성에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.