1.6 MW class supersonic partial admission impulse turbine has been designed and tested in Korea Aerospace Research Institute for the liquid rocket engine application. The test has been performed using a high pressure air source facility in KARI. For the turbine power absorption, a hydraulic dynamometer is used. Appropriate similarity relations are used for the determination of test condition. Various settings of turbine pressure ratio and rotational speed are tested to investigate global turbine characteristics. From measured data, Parameters related to the turbine design are derived and validated.
전단 동축 분사기의 Inner-stage와 Outer-stage의 기체 분사 비율 변화에 따른 축방향 유동 분포 특성과 분무 분열 특성을 실험적으로 연구였다. 무차원 측정 거리를 Z/d=100까지 변화시킴에 따라 운동량 교환, 공기역학적 항력, 점성 혼합의 영향으로 완전 발달된 유동의 형태를 나타내었다. Inner-stage의 기체분사와 Outer-stage의 기체 분사의 영향은 Z/d=5 이내의 영역에서 간섭받지 않고 분무 초기에 Inner-stage에서 분사된 기체 전단력에 의해 분열됨을 파악할 수 있었으며, Z/d=10 이상의 영역에서 완전 발달된 유동으로 변화하며, 유동의 혼합이 진행됨을 관찰 할 수 있었다. Inner-stage의 운동량 플럭스 비 0.84 이내에서 Outer-stage의 운동량 플럭스 비가 증가함에 따라 SMD가 감소하는 경향을 나타내었으며, Inner-stage의 운동량 플럭스 비가 1.38 이상의 조건에서 SMD의 분포가 유사하게 나타나는 경향을 관찰할 수 있었다.
This study was carried out to investigate the optimum operating conditions of the air injection type onion peeling device which could be attached to a prototype onion peeler. An onion, stem and root was cut and some vertical line was dug in 1 mm depth on the skin, was put on the two parallel rollers. The diameters of the rollers were 105 mm and the ratio of peripheral velocity was 3:2, and moved by a geared motor. Air from the nozzle with high pressure and velocity was jetted to the rotating onion on the revolving rollers, and then the skin of the onion was stripped. On the test, the rolling characteristics of the experimental materials were measured. The effective peeling conditions were, the number of digging line on the skin of the onion was 4, and the air jet pressure was above 392.3 kPa(4.0 kg/$\textrm{cm}^2$) when the peripheral velocity was at 2.4 m/s. On these conditions, time requirement to peel an onion was less than 2 sec.
Jet pump in automotive fuel tank module is used to deliver fuel to fuel pump so that the pump is operated without aeration in suction side. In this study, three dimensional simulation model of jet pump is developed to understand performance variation over design parameters. Performance of jet pump is also investigated experimentally in terms of operating pressures. The experimental data is used to verify the three dimensional simulation model of jet pump. Verification results show that the three dimensional simulation model of jet pump is about 1% error with experiment. The simulations are conducted in terms of throat ratio and primary flow induction angle. As the throat ratio is increased, the flux ratio is trade-off at 3 times of throat diameter. On the other hand, as primary flow induction angle is increased, vapor pressure inside the nozzle is decreased. In summary, the results show that liquid jet pump has to be optimized over design parameters. Additionally, high velocity of induced flow is able to evolve cavitation phenomena inside the jet pump.
The objective of this study is to find experimentally the characteristics of the noise generated by the impinging jet on the normal plate, and also to compare the noise characteristics of the impinging jet with those of the free jet. The experiment is performed for the measurement of the noise specturm, the noise power, and the directivity for the free and impinging jets. From the experiment. it is found that the power of noises generated by the free jet as well as the impinging jet is proportional to the eighth power of the jet velocity through the circular converging nozzle, and that the noise power of the impinging jet is 15dB as high as one of the free jet when the plate distance is about within one to three times the nozzle diameter at the pressure ratio 1.39. The sound pressure level of the impinging jet depends upon the jet pressure and the plate distance. The plate distance with the maximum overall sound pressure level is increased with the jet pressure. The directivities with 1/3 octave band frequency for both the free jet and the impinging jet are greatly influenced by the convection effect.
아음속 유동 내에 수직으로 분사된 액체제트의 액적분열 분포 특성을 알아보기 위해 이유체 노즐을 사용하여 실험적으로 연구하였다. 노즐은 L/d=3의 외부혼합형으로 공기와 액체의 비를 0 ${\sim}$ 59.4%까지 변화시키면서 분사하였다. 분무형상의 변화를 이미지화 하였으며 분무의 궤적과 액주의 형상을 관찰하였다. 액체제트 분열의 단면분포 특성을 PDPA를 사용하여 측정하였며 SMD, 액적속도, 그리고 체적유속을 측정하였다. 그 결과 노즐로 공급되는 공기의 양이 많아질수록 Y/d방향의 관통거리는 증가하였고 액적의 미립화는 가속화되는 것을 관찰할 수 있었다.
Mach 1.8의 동축공기를 갖는 수소 난류 화산 화염의 특성을 이해하는 것이 본 연구의 목적이다. 화염길이와 연료유동의 자취에 대한 직접사진, Acetone PLIF, Mie scattering, 수치해석법을 이용하여 화염의 구조를 분석하였다. 연료의 유속를 고정시켰을 때, 공기의 유속 증가에 따른 변화를 측정하였다. 아음속 화염의 길이는 급격히 감소한 반면, 초음속 화염의 길이는 완만하게 증가하였다. 또한 연료 노즐 립의 두께 변화에 따른 화염의 소염 특성을 관찰하였다. 노즐 립의 두께에 따라 화염 안정성이 증가하였는데 이는 초음속 화염의 안정화를 위한 최소 두께 값이 존재함을 나타낸다. 유동장 구조를 분석한 결과, 연료 제트가 고압영역에 가로 막혀서 축방향 모멘텀을 잃고, 저산란 영역이 만들어지는 것을 확인하였다. 또한, 모멘텀을 잃은 연료가 재순환 영역을 따라 순환하면서 긴 체류시간을 갖기 때문에 예혼합 영역이 만들어 졌음이 밝혀졌다.
연소실 출구 노즐을 갖는 모델 덤프 연소기에서의 연소불안정과 스피커를 이용한 능동제어의 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 예혼합 가스의 유입속도, 연소실 길이, 당량비를 변화시켜가며 동압과 화염구조를 동시에 측정하였다. 유입속도와 연소실 길이는 덤프 연소기에서의 와류 생존시간에 영향을 주기 때문에, 연소길 길이가 길어질수록 그리고 유입속도가 작아질수록 연소불안정의 주파수는 작아지고, 동압에서 얻어진 최대 스펙트럼밀도 또한 전반적으로 작아지는 경향을 보였다. 당량비에 따라 불안정의 강도와 주파수 특성도 변했는데, 당량비의 증가에 따라 불안정 주파수와 연소불안정 강도는 증가하는 경향을 나타내었다. 폐루프 방식의 제어를 통하여 스피커를 이용한 능동제어는 이러한 혼합 acoustic-convective 모드 연소불안정으로 발생하는 와류의 발전을 감소시킬 수 있음을 확인하였다.
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.
The spray characteristics of liquid jet minted in subsonic cross-flow were investigated numerically and experimentally. The behaviors of column, penetration and breakup of plain liquid jet in non-swirling cross-flow of air have been studied. Numerical and physical models are based on a modified KIVAII code. The primary atomization is represented by a wave model based on the KH(Kelvin-Helmholtz) instability that is generated by a high interface relative velocity between the liquid and gas flows. CCD camera has been utilized in oder to capture the spray trajectory. The nozzle diameter was 0.5 mm and its L/D ratios were between 1 and 5. Numerical and experimental results indicate that the breakup point is delayed by increasing gas momentum ratio, the penetration decreases by increasing Weber number and the turbulent or nonturbulent liquid jet is obtained at different L/D ratio.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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