• 제목/요약/키워드: Nozzle area ratio

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충동형 초음속 터빈 익렬의 설계 변수에 따른 익렬내 유동 특성에 관한 수치적 연구 (Numerical Analysis of Flow Characteristics within Blades for Design Parameters of Impulse Supersonic Turbine Blade)

  • 신봉근;정수인;김귀순;이은석
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.62-72
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    • 2004
  • 본 연구에서는 우선 전산 결과의 신뢰성을 검증하기 위하여 동일 조건의 실험결과와 비교하였다. 그 결과를 살펴보면 전산결과와 실험결과가 대체적으로 잘 일치하였다. 다음으로 압력면 및 흡입면의 원호반경, 피치 코드비등의 설계인자에 따른 유동해석을 실시하였다. 익렬내의 유동 및 성능 특성은 익렬 앞전 및 노즐 끝단에서 발생하는 충격파와 익렬 내부에서 발생하는 박리에 의해 주로 좌우되었다. 그리고 노즐 끝단에서 발생하는 충격파와 박리는 익렬 내부 유로 면적에 의해서 좌우되었으며, 익렬 앞전에서 발생하는 충격파는 노즐이 차지하고 있는 익렬 개수에 의해 영향을 받았다.

원형 선회류제트 충돌면에서의 유동 및 열전달 특성 (Flow and Heat Transfer Characteristics of Impinging Single Circular Swirl Jet on Flat Plate)

  • 장종철;전영우;박시우;정인기
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제28권1호
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    • pp.118-125
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    • 2004
  • The experimental study on flow and heat transfer characteristics was conducted to investigate and to compare the performance of swirl jet by a twisted tape as a swirl generator with the performance of impinging single circular jet in fully developed flow tube. The effects of jet Reynolds number(Re=8700, 13800, 20000, 26500), dimensionless distance of nozzle-to-plate(H/d=2, 4, 6, 8) and swirl ratio(S=0.11, 0.23, 0.30) of the jet on the local and average Nusselt number have been examined. Measurements of local heat transfer rate and flow patterns on the jet impinging plate were used naphthalene sublimation technique and flow visualization technique respectively. Mean velocity and turbulence intensity of the jet along the centerline were measured. With a twisted tape in the nozzle exit, average Nusselt number at the around area of stagnation point were higher than those without the twisted tape at H/d=2, 4 and with the increase of Reynolds number. With a twisted tape in the nozzle, in the case of H/d=2, Re=26500 and S=0.11, maximum local Nusselt number at the region of y/d=0 and x/d=0.44 was obtained.

미세노즐 토출에 적용 가능한 은 전극의 조성에 대한 연구 (A Study on the Composition of Silver Paste for Micro Nozzle Dispensing Method)

  • 김도형;신동욱;류성수;장효식;김형준
    • 신재생에너지
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    • 제8권1호
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    • pp.18-23
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    • 2012
  • The screen printing has been widely used to form silver electrodes in solar cell device due to their simplicity of process. However, the wavy and irregular surface which is believed to be originated from a screen mask mesh and thixotropic characteristics of paste on screen printing process is well-known to give a negative effect on solar cell efficiency. The dispensing method that the silver paste is extruded through micro nozzle under a moderate pressure and coated on substrate can form the silver electrode without any wavy surface. In this study, we optimize the composition of silver paste and develop paste blending condition based on the thixotropic behavior of paste. The optimized paste shows a large thixotropic loop area which is related to an aspect ratio of electrode line and has the viscosity of 40 $Pa{\cdot}s$ at 40 s-1. The electrode line we finally obtainis 67.2 ${\mu}m$ in width and has an aspect ratio of 0.277.

스팀 터빈용 중공 분할형 노즐 정익의 후판 성형을 위한 금형 설계 및 해석적 검증 (Tool Design and Numerical Verification for Thick Plate Forming of Hollow-Partitioned Steam Turbine Nozzle Stator)

  • 강병권;곽봉석;윤만중;전재영;강범수;구태완
    • 소성∙가공
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    • 제25권6호
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    • pp.379-389
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    • 2016
  • As a stator for steam turbine diaphragm, hollow-type nozzle stator to substitute for conventional solid one is introduced in this study. This hollowed stator can be separated into two parts such as upper and lower plates with large and curved surface area. This study focuses on thick plate forming process for the upper plate of the hollow-partitioned nozzle stator. First, to reduce forming defects such as under-cut and localized thinning of the deformed plate, and to avoid tool interruption between forming punch and lower die, tool design including the position determination of forming surfaces is performed. Uni-axial tensile tests are carried out using SUS409L steel plate with initial thickness of 5.00mm, and plastic strain ratio (r-value) is also obtained. Due to the asymmetric curved configuration of the upper plate, it is hard to adopt a series of blank holder or draw-bead, so the initial plate during this thick plate forming experiences unstable and non-uniform contact. To easy this forming difficulty and find suitable tool geometry without sliding behavior of the workpiece in the die cavity, two geometric parameters with respect to each shoulder angle of the lower die and the upper punch are adopted. FE models with consideration of 21 combinations for the geometric parameters are built-up, and numerical simulations are performed. From the simulated and predicted results, it is shown that the geometric parameter combinations with ($30^{\circ}$, $90^{\circ}$) and ($45^{\circ}$, $90^{\circ}$) for the shoulder angle of the lower die and the upper punch are suitably applied to this upper plate forming of the hollow-partitioned nozzle stator used for the turbine diaphragm.

미세버블 발생용 보텍스 노즐의 유체유동에 대한 연구 (A Study on the Fluid Flow of Vortex Nozzle for Generating Micro-bubble)

  • 유성훈;박상희;강우진;한승욱
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제25권4_2호
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    • pp.637-644
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    • 2022
  • In this study, the flow characteristics according to the shape of the vortex nozzle was studied by numerical analysis and the amount of microbubble generation was measured experimentally. The shape of the vortex nozzle is cylindrical, diffuser, and conical type. The axial fluid velocity in the induced tube gradually increased from the inlet to the outlet. In particular, the fluid velocity in the nozzle part increased rapidly. The velocity distribution of the fluid at the inlet of the induced tube showed that the flow rotates counterclockwise in the outer region and the inner center of the induced tube. At the outlet of the induced tube, the cylindrical and conical type showed rotational flow, and the diffuser type showed irregular turbulent flow. The dimensionless pressure ratio 𝜂 of the inner region of the induced tube was lower than that of the outer region. Also, 𝜂 near the outlet of the induced tube in cylindrical and conical type showed a similar tendency to the inlet area. At the outer region of inlet of induced tube, intense vorticity was observed on the wall and in lower region. At the inner region of inlet of induced tube, intense vorticity was observed on the inner wall of the induced tube and in the central region of the inlet of the induced tube. At the outlet of induced tube, in the case of the cylindrical and conical type, intense vorticity was observed near the inner wall, the diffuser type showed irregular strong vorticity inside the tube. The total number of bubbles measured was the most in the cylindrical type, and the microbubbles less than 50mm occurred the most in the conical type.

The Affects of Molecular Properties of Motive Gas on Supersonic Ejection

  • Jin, Jung-Kun;Kwon, Se-Jin;Kim, Se-Hoon
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제9권2호
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    • pp.98-106
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    • 2008
  • The motive gas of a supersonic ejector is supplied from different sources depending on the application. The performance of an ejector that is represented by the secondary flow pressure, starting and unstarting pressures heavily depends on the molecular properties of the motive gas. The effects of specific heat ratio of the motive gas were investigated experimentally for an axi-symmetric annular injection type supersonic ejector. Both the starting pressure and unstarting pressure, however, decreased with the increase of the specific heat ratio of the motive gas. It was discovered that the secondary flow pressure increased as the specific heat ratio of the motive gas decreased even if the stagnation pressure of the motive flow was invariant. However, when the motive gas flow nozzle area ratio is large enough for the motive gas to be condensed, different tendency was observed.

공기공급 시스템에 적응되는 Vortex Tube의 에너지 분리특성에 관한 연구(II) -표면의 단열효과에 따른 영향- (A Study for Energy Separation of Vortex Tube Using Air Supply System(II) - the effect of surface insulation -)

  • 방창훈;추홍록;유갑종
    • 한국안전학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.3-9
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    • 1999
  • The vortex tube is a simple device which splits a compressed gas stream into a cold stream and a hot stream without any chemical reactions. Recently, vortex tube is widely used to local cooler of industrial equipments and air supply system. In this study, the insulation effect of surface on the efficiency of vortex tube was performed experimentally. The experiment is carried out for nozzle area ratio of 0.194, diameter ratio of cold end orifice of 0.6 and input pressure ranging from 0.2Mpa to 0.5Mpa. The purpose of this study is focused on the effect of surface insulation of vortex tube with the variation of cold air mass flow ratio. The results indicate that the temperature difference of cold and hot air are higher about 12% and 30% than that of not insulated vortex tube respectively. Furthermore, for the insulated vortex tube, the similarity relation for the prediction of cold end temperature as the function of cold air mass flow ratio and input pressure is obtained.

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침지형 생물 반응기 공정에서 플럭스 향상을 위한 공기 세척 효과에 관한 연구 (Control of Membrane Fouling in Submerged Membrane Bioreactor(MBR) using Air Scouring)

  • 신동환;백병도;장인성
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권9호
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    • pp.948-954
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    • 2008
  • 침지형 MBR 공정에서 막 오염과 플럭스 감소의 주요 원인인 케이크층에 의한 저항을 저감하기 위하여 분리막 모듈의 외부에 원통형 관을 도입하였다. 도입된 원통형관 안에 노즐과 산기관을 적용하여 공기 주입량에 따른 공기와 액체의 2상흐름(Two phase flow)중 slug 흐름을 유도하여 공기 방울에 의한 막세정의 효과를 비교 분석하였다. 실험결과 동일한 유량의 공기를 공급할 경우 노즐에서 발생한 공기방울이 원통형관으로 유입되면서 효율적인 slug 흐름을 형성으로 산기관을 사용한 공급 방식보다는 막오염 방지에 효과적이었음을 알 수 있었다. 그러나 노즐로 공급되는 공기의 유량을 최적화하지 않는다면 원통형 관의 벽 부분부터 활성슬러지 혼합액이 퇴적하게 되거나 막간에 슬러지가 퇴적되어 관 내부의 급격한 막힘 현상이 발생하여 일정시간이 경과하면, 오히려 산기관보다 급격한 막오염 현상을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 원통형 관 내부에 침지된 분리막의 면적의 최적 비율, A$_m$/A$_t$가 비율이 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 산기관의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.27일 때 최소화된 막오염이 관찰된 반면에, 노즐의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.55일 때 막오염이 최소값을 보였다. 따라서 상승하는 공기방울에 의한 막오염 저감효과는 관 내부의 중공사막이 차지하고 있는 비율, A$_m$/A$_t$에 크게 의존하고 있으며, 산기관과 노즐의 경우 그 최적비율은 각각 다름을 알 수 있었다.

영상분석을 통한 KL-3 엔진 노즐목 삭마량 측정 (Measurements of Ablations on Nozzle Throats of KL-3 Engines Using Image Analysis)

  • 김영한;고영성;박성진;류철성;강선일;오승협
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • 본 연구에서는 열적 삭마에 의한 노즐목 면적 증가량을 알아내기 위해 KSR-III로켓의 주엔진인 KL-3 엔진의 노즐목의 형상을 측정하고자 시도하였으며, 기존에 사용하던 3차원 변위 측정기를 이용한 방식의 접근이 곤란함에 따라 영상처리 기법을 도입한 측정 방식을 고안하여 사용하였다. 영상 기반 노즐목 형상 측정 장치는 만족스런 결과를 보였다. 시험결과 분석을 통해서는 삭마의 형상은 분무 형상에 의해 결정된다는 것과, 삭마의 진행이 3개의 구간으로 나누어 설명할 수 있음을 밝혔는데, 노즐목이 원형을 그대로 유지하며 삭마진행이 미미한 구간, 원형에서 벗어나 요철형상이 발달하면서 삭마진행이 가속되는 구간, 요철형상이 이미 정착되어서 요철의 깊이만 증가하되 삭마량은 미미한 구간이다. 또한 60초 연소 후 노즐목 면적 증가율은 +5.82% 정도로 만족할 만한 수준으로 판단한다.

아음속/음속 이젝터의 유동에 관한 해석적 연구 (Analytical Study of the Subsonic/Sonic Ejector Flows)

  • 최보규;김희동;김덕줄
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.1-10
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    • 2000
  • 본 연구에서는 아음속/음속 이젝터의 성능을 평가하고, 공학적 설계를 위한 기초적 연구의 일환으로 일차원 기체역학 이론을 이용하여 이론해석을 수행하였다. 이론해석에서는 1차노즐의 유량계수, 디퓨저의 손실계수를 도입하여, 아음속/음속 이젝터의 목면적비, 유량비, 2차정체실의 압력 등을 이젝터 압축비의 함수로 도출하였다 본 연구에서 제시된 이론해석법은 아음속/음속 이젝터의 성능을 평가하는데 유용할 뿐만 아니라 이젝터 설계를 위한 자료로 활용될 수 있다.

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