• 제목/요약/키워드: State Equation of Gas

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초임계 영역에서 실제 기체 상태 방정식에 따른 단일 성분의 열역학적 상태량 비교 연구 (A Comparative Study of Single Component Thermophysical Properties using the Real Gas Equation of State at Supercritical Conditions)

  • 김국진;허준영;김종찬;구자예;성홍계
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.39-51
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    • 2010
  • 실제 기체 상태 방정식에 대한 이론적 원리가 조사되었으며 초임계 조건을 포함한 다양한 압력과 온도 조건에서 액체 로켓 엔진의 추진제로서 사용되는 산소, 수소, 메탄의 열역학적 상태량에 대하여 비교 연구되었다. 또한 이상 기체 상태 방정식을 적용하였을 경우와 실제 기체 상태 방정식(SRK 상태 방정식과 PR 상태 방정식 및 ECS 원리)을 적용하였을 경우의 열역학적 상태량에 대한 비교 연구가 수행되었다. 단일 성분이 액상인 영역에서의 열역학적 상태량 차이가 관찰되었으며 오차 범위에 대한 결과가 고찰되었다.

압축성 이상(二相) 충격파관 문제에 대한 엄밀 리만해법 (EXACT RIEMANN SOLVERS FOR COMPRESSIBLE TWO-PHASE SHOCK TUBE PROBLEMS)

  • 염금수;장근식
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.73-80
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    • 2010
  • In this paper, we present the exact Riemann solver for the compressible liquid-gas two-phase shock tube problems. We hereby consider both isentropic and non-isentropic two-phase flows. The shock tube has a diaphragm in the mid-section which separates the liquid medium on the left and the gas medium on the right. By rupturing the diaphragm, various waves are observed on the phasic field variables such as pressure, density, temperature and void fraction in the form of rarefaction wave, shock wave and material interface (contact discontinuity). Both phases are treated as compressible fluids using the linearized equation of state or the stiffened-gas equation of state. We solve several shock tube problems made of a high/low pressure in the liquid and a low/high pressure in the gas. The wave propagations are well resolved by the exact Riemann solutions.

질소, 산소, 아르곤에 대한 상태방정식의 신뢰도 (A Reliability of Equation of State for Nitrogen, Oxygen and Argon)

  • 용평순;문흥만;손무룡;이성철
    • 한국가스학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.41-48
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    • 1997
  • 가스물성의 계산방법으로 상태방정식이 널리 사용되고 있으나 상태방정식의 종류에 따라서 물성예측에 서로 다른 차이를 보이고 있다. 본 연구는 가스의 액화온도에서 상온에 이르는 온도범위와 1bar에서 30bar에 이르는 압력범위에서 질소, 산소, 아르곤에 대한 상태방정식의 물성계산 신뢰도를 검토하고자 하였다. 이를 위하여 Aspen plus에서 제공하는 Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson, BWR-Lee Staring 상태방정식을 비교대상으로 하였고 계산결과는 문헌치 및 virial식과 비교하였다. 또한 물성계산식이 공정에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 초저온 공기분리장치의 증류탑 및 팽창터어빈 계산을 수행하여 상태방정식 차이에 의한 공정계산 차이를 비교, 분석하였다.

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고압 밀폐 가스 스프링에서의 열전달 효과 수치해석 및 실험적 검증 (The Numerical Analysis and Experimental Verification of the Heat Transfer Effect on the Highly Pressurized Gas Spring)

  • 한인식;최교준;김재용;이윤복
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.87-97
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    • 2013
  • Recently the use of gas spring in the combat and commercial vehicle's suspension is increasing. Because of its nonlinear characteristics, the gas spring can support wide range of dynamic loads and gives good ride quality. In design of gas spring, isothermal and adiabatic processes are applied generally, but those processes could not produce heat transfer effect in the simulation. So in this study, heat transfer differential equation and BWR/Ideal state equation are used to calculate the pressure of gas spring which is changing with time. The numerical analysis showed that the pressure of gas spring forms a hysteresis loop in the both of the state equations. But the peak pressure value of BWR equation over 0.1Hz frequency are higher than that of adiabatic process. And the test results showed that the differences between test results and ideal gas equation are smaller than those of BWR equation, so the ideal equation is more accurate than BWR equation in this case.

$SF_6$ 가스의 실제 기체특성을 고려한 파퍼식 가스차단기 내의 냉가스 유동해석 (Analysis of Cold Gas Flow in Puffer Type GCB Considering the Real Gas Property of $SF_6$)

  • 김홍규;정진교;박경엽
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제53권3호
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    • pp.129-134
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    • 2004
  • To analyze the performance of the gas circuit breaker(GCB), the flow field variables such as temperature, pressure and density should be evaluated accurately In the puffer chamber of puffer type GCB, the pressure rise may Exceed 20 bar and in this range of high pressure, $SF_6$ gas deviates the ideal gas property. Therefore, the real gas property of $SF_6$ should be taken into consideration for the accurate analysis of flow field. This paper presents the analysis technique of cold gas flow in GCB employing the real gas state equation of SF6. The FVFLIC method is Employed to solve the axisymmetric Euler equation. To reduce the computational effort of real gas state equation, the relationship between density and pressure is approximated by the polynomial at the temperature of 300K. The proposed method is applied to the test GCB model and simulation results show good agreement with the experimental ones.

수정된 유사정상상태 해법을 이용한 폐쇄 가스저류층의 장기 거동 해석 (Modified Pseudosteady-State Approach to Calculate Long-Time Performance of Closed Gas Reservoirs)

  • 이근상
    • 한국가스학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.73-78
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    • 1998
  • 폐쇄된 고갈성 저류층의 장기 거동을 직접 계산할 수 있는 유사정상상태 해법을 수정하여 실제가스 유동의 해석에 응용하고 그 적용성을 검토하였다. 이 방법은 정규화된 유사시간을 포함하는 선형 가스 확산 방정식과 물질수지 방정식을 결합하여 유도되었다. 본 해법을 서로 다른 유량으로 장기간 생산하는 다수의 정들로 이루어진 실제 문제의 수치 시뮬레이션에 이용하였다. 각 유동 기간의 영향을 고려하기 위하여 유사정상상태 방정식을 연속적으로 적용하였다. 연구 결과로부터 본 해법은 고갈 조건하에 있는 가스 저류층의 장기거동을 빠르고 정확하게 모델링할 수 있는 유용한 방법임을 보여주었다.

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실제기체 상태방정식을 적용한 열압축기 내부유동에 대한 수치해석 (Numerical Analysis for the Internal Flow of Thermal Vapor Compressor with real gas equation of state)

  • 강위관;최두열;신지영;김무근
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권2호
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    • pp.216-223
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    • 2011
  • 열압축기는 고압 증기를 이용하여 저압 증기를 중간압으로 이송하는 일종의 이젝터이다. 이젝터에 대한 기존의 수치해석 연구는 대부분 작동유체를 이상기체로 취급하고 있으나 상변화가 발생하는 경우 이상기체 거동에서 크게 벗어날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이상기체 상태방정식 대신 Redlich-Kwong 방정식을 적용하여 열압축기 내부 유동을 수치 해석하였고, realizable k-${\epsilon}$ 모델과 SST k-${\omega}$ 모델을 비교한 결과 SST k-${\omega}$ 모델이 shock diamond 패턴과 박리 및 난류경계층을 잘 예측하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 실제기체 상태방정식을 사용한 경우가 이상기체 상태방정식을 사용한 경우에 비해 상대적으로 디퓨저 입구 부분과 디퓨저 목부분에서 에너지 손실이 많은 것을 알 수 있었으며, 디퓨저 출구부분에서 shock train에 의한 압력상승은 상대적으로 적으나 pseudo shock에 의한 압력상승은동일한 것으로 확인되었다.

유사정상상태 해법을 이용한 폐쇄 가스저류층의 장기거동 계산 (Pseudosteady-State Approach to Calculate Long-Time Performance of Closed Gas Reservoirs)

  • 이근상
    • 한국가스학회:학술대회논문집
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    • 한국가스학회 1998년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.241-246
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    • 1998
  • This paper considers the applicability of a pseudosteady-state approach to the long-time behavior of real gas flow in a closed reservoir. The method involves a combination of a linearized gas diffusivity equation using a normalized pseudotime and a material balance equation. Comparison with a commercial reservoir simulator showed that highly accurate values of pseudopressure drawdown and well pressure are obtained by the pseudosteady-state approach with much less computational effort.

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Brake 점성이론으로 계산한 이성분기체의 점성 (Viscosity of Binary Gas Mixture from the Calculation by Using the Brake Theory of Viscosity)

  • 김원수
    • 대한화학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.243-248
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    • 2004
  • 실제 기체 및 dense gas나 액체영역까지 영역의 점성까지 두루 점성 계산에 성공적이었던 brake 점성이론을 사용하여 이성분기체의 점성을 계산하였다. Adjustable parameter가 없었으나 낮은 압력에서는 물론 고압하에서도 계산된 값은 실험치와 잘 일치하였다. Redlich-Kwong 방정식을 사용하여 점성에 관한 대응상태방정식을 구성할 수 있었으며 이로부터 초임계유체의 다양한 공업적 활용가능성을 기대할 수 있게 되었다.

PR 및 PC-SAFT 상태방정식을 이용한 메탄과 에탄의 기상과 액상의 밀도 추산 및 이성분계의 기-액 상평형 계산 (Estimation of Density of Methane and Ethane and Vapor-Liquid Equilibrium Predictions for Methane-Ethane Binary System Using PR and PC-SAFT Equations of State)

  • 박종기;최건형;이상규;양영명;조정호
    • 한국가스학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.22-26
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    • 2010
  • 본 연구에서는 PC-SAFT 모델식을 활용하여 메탄과 에탄의 온도에 따른 증기압과 기상 및 액상에서의 밀도를 추산하였으며, 그 결과를 PR 상태방정식과 비교하였다. 기상의 밀도에 대해서는 두 모델이 모두 실험 데이터를 잘 추산하였으며, 액상의 밀도에 대해서는 PR 상태방정식보다 PC-SAFT 모델식이 좀 더 정확함을 알 수 있었다. 한편 메탄과 에탄 이성분계에 대한 기-액 상평형 실험 데이터에 대해서 두 모델식을 이용하여 추산하였는데 PC-SAFT 모델식이 PR 상태방정식보다 좀 더 우수함을 알 수 있었다.