고압의 주위 압력 영역에서 토모그래피 기법을 이용하여 분무의 단면을 구성하였다. 구성된 분무 단면은 Indirect Photography method를 이용한 이미지와 함께 비교되어 분무 단면의 크기를 확인하였고 토모그래피에 의해 재구성된 단면의 경계를 설정할 수 있었다. 이를 통해 고압의 주위 압력 영역에서도 토모그래피를 적용하여 분무를 구성할 수 있다는 것을 확인하였다.
This study was performed to evaluate some geometrical characteristics of disc type swirl nozzles and to develop nozzles having improved spraying performance for knapsack sprayers. Considered geometrical characteristics of the nozzles were disc thickness, orifice diameter, swirl chamber diameter and shape of the swirl chamber (nozzle chamber). 3 types of nozzle cores were compared. Main results of this study were as follows. 1. Spraying angle (A) was increased with decreasing disc thickness (x), and with increasing orifice diameter (y) or spraying pressure (z). The equation was as a follow. $$A=3.95\frac{1}{x}+73.50\sqrt{y}+18.97\sqrt{z}-60.16$$ 2. Spraying flow rate (F) was increased with decreasing disc thickness (x), and with increasing orifice diameter (y) or spraying pressure (z). The equation was as a follow. $$F=-89.95x+611.09y+620.49\sqrt{z}-868.20$$ 3. Mean spraying droplet size (V) was decreased with decreasing disc thickness (x), with increasing orifice diameter (y) in low spraying pressure, with decreasing orifice diameter (y) in high spraying pressure, and with increasing spraying pressure (z). $$V=148.77x^4-746.85x^3+1311.76x^2-917.31x$$ 4. The spray pattern was compared using CV values. The CV value of the nozzle core type 1 was 26.7% in spraying pressure $3\;kgf/cm^2$, the CV value of the core type 2 was 23.6% in spraying pressure $2\;kgf/cm^2$, the CV value of the core type 3 was 20.6% in spraying pressure $1\;kgf/cm^2$. 5. Minimum spraying pressure was improved from $1.5\;kgf/cm^2\;to\;1.0\;kgf/cm^2$ by changes of nozzle core shape.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제37권5호
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pp.510-519
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2013
Urea-SCR시스템에 적용하기 위한 액막형 선회분사기의 분사압력변화에 따른 분무특성이 실험적으로 조사되었다. 실험에 사용된 노즐은 형상비 3.1을 갖는 단공 압력식 액막형 선회노즐이며, 노즐선단에 분사되는 유체에 선회류를 형성하기 위한 선회기가 설치되어 있다. 노즐의 분사량 조절은 PWM(pulse width modulation)기법에 의해 제어되었다. 분무의 발달과정은 2차원 PIV에 의해 가시화되었으며, 분무각 변화가 조사되었다. 분무액적의 속도 및 크기는 2차원 PDPA에 의해 상온 대기압 조건에서 측정되었다. 분무구조는 분사압력에 큰 영향을 받으며, SMD는 분사압력 증가에 따라 감소하며 선행연구자의 반실험적 결과와 유사한 경향을 보임을 알 수 있었다.
두 번째 벤츄리 끝단 각도가 가스터빈 연소기의 유동 및 분무 특성에 미치는 영향을 이해하기 위해 스월 vane 형태의 2중 스월컵을 장착한 산업용 가스터빈 엔진에 대해 두 번째 벤츄리 끝단 각이 수렴형, 직선형, 발산형의 세 경우에 대해 실험을 수행하였다. 두 번째 벤츄리 끝단 각도의 변화가 가스터빈 연소기의 재순환 영역의 위치, 크기 및 형상 등의 유동 특성과 연료 액적 분무 형태를 크게 변화시킴을 확인 할 수 있었다. 발산형 벤츄리에서는 내부 재순환 영역이 점화가 일어나는 지점에서 가까운 곳에서 형성되므로 화염의 안정화에는 탁월할 것으로 판단되지만, 수렴형 벤츄리에서 가장 작고 균일한 크기의 액적들이 측정되었고, 내부 재순환 영역이 연소기 내에 길게 형성된 점으로 고효율, 저공해 연소기로는 수렴형 벤츄리의 경우가 적합하리라 판단된다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제37권3호
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pp.274-281
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2013
The variable demand on the energy market requires a great flexibility in operating hydro turbines. However, Francis turbine operated at off-design conditions poses technical challenges related to large unsteady forces given by residual swirl and angular momentum. In order to improve the performance of a Francis turbine, the paper presents a numerical investigation of the 3D flow in the turbine at off-design conditions and discusses the influence of variable guide vane openings on the internal flow of a Francis turbine with the help of computational fluid dynamics. First, the internal flow characteristics of Francis turbine operated by varied guide vane angle at off design condition are computed and the optimal guide vane angle is obtained. Secondly, the Francis turbine is operated with guide vane number varies at the optimal guide vane angle. Finally, pressure contours and velocity distributions in the distributor are discussed and compared.
This study describes the external spray characteristics of deflector nozzle such as the breakup procedures of liquid sheet, spray angle, discharge coefficient and bubble behaviors of spray and SMD at deflector nozzle. In order to visualize the spray behaviors shadow graphy technique were used. According to the increase of injection pressure, development of the spray passes through the dribbling, distoted jet, closed bubble due to the contraction by surface tension forces, the bubble opens into hollow tulip shape, and the curved surface straightened to form a conical sheet like as the simplex swirl atomizer. Spray cone angle was nearly 90 deg. Variations of SMD were examined in order to describe the dependency of SMD on the injection pressure and orifice diameter. The shape of deflector and oriffice diameter had an effect on the discharge coefficient.
This study describes the external spray characteristics of deflector nozzle such as the breakup procedures of liquid sheet, spray angle, breakup length and bubble behaviors of spray at deflector nozzle. In order to visualize the spray behaviors shadow graphy technique were used. According to the increase injection pressure, deveopment of the spray passes through the dribbling, distoted jet, closed bubble due to the contraction by form a conical sheet like as the simplex swirl atomizer. As trying the analysis of the ratio of bubble length and width it was found that the ratios is comparable. Spray cone angle was nearly $90^{\circ}$.
Dust collecting performance of axial-vane type cyclone for oil mist was analyzed in this study. For predicting cut diameter size of cyclone, the number and angle of vane (${\beta}_2{^{\prime}}$) was calculated by CFD. As the result, ${\beta}_2{^{\prime}}$ was decreased as the number of vane was increased and the angle of inclination (${\beta}_2{^{\prime}}$) decreased, and it cause strong swirl flow. Therefore, it could be confirmed that as the number of vane was increased and the angle of inclination was decreased, cut diameter size was decreased. Also, by verifying the results of CFD through experiment, the cut diameter size could be 2 ${\mu}m$ at 4 $m^3/min$ of flow rate.
초임계 환경에서 작동하는 와류형 분사기의 극저온 질소 분무특성을 3차원 LES 수치기법을 적용하여 연구하였다. 초임계 상태에서 질소의 상태량을 예측하기 위해 초임계 상태에서 적용되는 상태방정식들을 비교하여 가장 정확한 SRK 상태방정식을 적용하였다. 또한 점성계수와 열 전도도는 Chung이 제안한 고압상태 혼합물에 대한 방정식을 적용하였으며 확산계수는 Fuller의 이론에 Takahashi가 제안한 방정식을 적용하였다. 질소로 채워진 50bar의 챔버에 5bar의 차압으로 질소를 분무하여 수치해석을 수행하였다. FFT를 이용한 주파수 분석을 통해 대수적 Smagorinsky와 동적 Smagorinsky를 실험결과와 비교하여 동적모델이 더 적합함을 판단하였다. 분사기 내부의 액막, 가스층에서 나타나는 불안정성과 분사기 외부에서 나타나는 불안정성의 원인에 대해 분석하고, 불안정성이 분사기 내부로 전파되는 현상에 대해 조사하였다. 또한 분무각에 대하여 실험 결과와 비교 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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