• 에너지공학
• /
• 제22권1호
• /
• pp.28-37
• /
• 2013

교반 탱크(stirred tank)는 회전하는 임펠러(impeller)를 이용하여 단상 또는 다상의 유체를 지속적으로 유동시키는 장치로 여러 산업분야에 활용되고 있다. 우수한 성능의 교반기를 설계하기 위해서는 교반 성능에 영향을 미치는 다양한 내부유동특성의 정량적 데이터의 확보가 반드시 필요하지만, 복잡한 구조의 내부유동에 관한 정량적 해석은 현재까지 어려운 문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 전산유체 해석을 통해 교반 탱크에 적합한 기법을 제안하기 위해 Flunet 6.3의 두 가지 모델을 사용하였다. mixture model을 이용하여 교반 탱크 혼합을 해석하였으며, standard, k-${\varepsilon}$ model을 이용하여 교반 탱크 내의 유동을 해석하였다. 해석 기법으로는 다중 좌표계(Multiple Reference Frame)와 이동 격자(Sliding Mesh) 기법을 이용하였다. 전산유체해석 결과를 가시화 실험 결과와 비교하여 교반 탱크의 내부 유동 및 혼합 특성을 파악하고, 교반 탱크 내부 유동 해석 시 적절한 해석기법 선정의 기초자료를 제시하였다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.23-28
• /
• 2014

In order to increase the performance of conventional hot water floor heating system, the bubble jet loop heat pipe for the system was developed. This experiment was conducted under next conditions : Working fluid was R-134a, charging ratio was 50%. A temperature of hot water, room temperature and flow rate were $60^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ and 0.5~1.5 kg/min, respectively. The experimental results, show that bubble jet loop heat pipe had a high effective thermal conductivity of $4714kW/m^{\circ}C$ and a sufficient heat flux of $73W/m^2$ to heat the floor to $35^{\circ}C$ in case of the 1.5 kg/min of flow rate. So the bubble jet loop heat pipe has a possibility for appling of the floor heating system. Additionally, the visualization of bubble jet loop heat pipe was performed to understand the operating principle. Bubbles made by the narrow gap between inner tube and outer tube of evaporating part generate pulsation at liquid surface of working fluid. The pulsation had slug flow and wavy flow. So working fluid circulates in the bubble jet loop heat pipe as two phase flow pattern. And large amount of heat is transferred by the latent heat from evaporating part to condensing part.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제25권2호
• /
• pp.180-186
• /
• 2001

The condensation heat transfer coefficients of pure refrigerants R-22, R-134a, and a binary refrigerant mixture R-410A flowing in a small diameter tube were investigated. The experiment apparatus consists of a refrigerant loop and a water loop. The main components of the refrigerant loop consist of a variable-speed pump, a mass flowmeter, an evaporator, and a condenser(test section). The water loop consists of a variable-speed pump, an isothermal tank, and a flowmeter. The condenser is a counterflow heat exchanger with refrigerant flowing in the inner tube and water flowing in the annulus. The test section consists of smooth, horizontal copper tube of 3.38mm outer diameter and 1.77mm inner diameter. The length of test section is 1220mm. The refrigerant mass fluxes varied from 450 to 1050kg/(㎡$.$s) and the average inlet and outlet qualities were 0.05 and 0.95, respectively. The main results were summarized as follows ; in the case of single-phase flow, the heat transfer coefficients increase with increasing mass flux. The heat transfer coefficient of R-410A was higher than that of R-22 and R-134a, and the heat transfer for small diameter tubes were about 20% to 27% higher than those predicted by Gnielinski. In the case of two-phase flow, the heat transfer coefficients also increase with increasing mass flux and quality. The condensation heat transfer coefficient of R-410A was slightly higher than that of R-22 and R-134a. Most of correlations proposed in the large diameter tube showed significant deviations with experimental data except for the ranges of low quality and low mass flux.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.143-152
• /
• 1998

In this paper, we present the performances of a Doppler system using single channel RF(Radio Frequency) sampling. This technique consists of undersampling the ultrasonic blood backscattered RF signal on a single channel. Conventional undersampling method in Doppler imaging system have to use a minimum of two identical parallel demodulation channels to reconstruct the multigate analytic Doppler signal. However, this system suffers from hardware complexity and problem of unbalance(gain and phase) between the channels. In order to reduce these problems, we have realized a multigate pulsed Doppler system using undersampling on a single channel, It requires sampling frequency at $4f_o$(where $f_o$ is the center frequency of the transducer) and 12bits A/D converter. The proposed " single-Channel RF Sampling" method aims to decrease the required sampling frequency proportionally to $4f_o$/(2k+1). To show the influence of the factor k on the measurements, we have compared the velocity profiles obtained in vitro and in vivo for different intersequence delays time (k=0 to 10). We have used a 4MHz center frequency transducer and a Phantom Doppler system with a laminar stationary flow. The axial and volumetric velocity profiles in the vessel have been computed according to factor k and have been compared. The influence of the angle between the ultrasonic beam and the flow axis direction, and the fluid viscosity on the velocity profiles obtained for different values of k factor is presented. For experiment in vivo on the carotid, we have used a data acquisition system with a sampling frequency of 20MHz and a dynamic range of 12bits. We have compared the axial velocity profiles in systole and diastole phase obtained for single channel RF sampling factor.ng factor.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권2호
• /
• pp.77-85
• /
• 2014

3상으로 이루어진 다공성 매질 내에서 공기의 흐름을 확인하기 위해 실내시험과 수치해석 알고리즘의 비교분석을 하였다. 불포화 지반내의 유체의 흐름을 확인하는 연구는 이산화탄소 지중저장을 위한 안정성 예측을 위해 중요한 기초연구이다. 일반적으로 대기압에 노출되어 있는 지반공학적인 문제들은 3상 다공성 매질 내부에서 발생할 수 있는 공기압을 '0'으로 가정하고 해석하지만, 지중 1km 지점에서의 불포화토의 거동은 기체압력을 고려하여 지반의 변형과 연계해석이 필수적이다. 본 연구는 이러한 지중 깊숙한 곳에서 발생할 수 있는 불포화 지반의 거동을 해석하고자 공기압의 확산과 소산에 대한 수치해석과 실내배수시험을 비교분석하여 유한요소해석 알고리즘을 검증하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제51권2호
• /
• pp.171-177
• /
• 2014

A two-dimensional particle image velocimetry (2D PIV) system in a towing tank is employed to measure a wake field of a very large crude oil carrier model with rotating propeller in self propulsion condition, to identify characteristics of wake of a propeller working behind a ship. Phase-averaged and time-averaged flow fields are measured for a horizontal plane. Scale ratio of the model ship is 1/100 and Froude number is 0.142. By phase-averaging technique, trajectories of tip vortex and hub vortex are identified and characteristic secondary vortex distribution is observed in the hub vortex region. Propeller wake on the starboard side is more accelerated than that on the port side, due to the difference of inflow of propeller blades. The hub vortex trajectory tends to face the port side. With the fluctuation part of the phase-averaged velocity field, turbulent kinetic energy (TKE) is also derived. In the center of tip vortex and hub vortex region, high TKE concentration is observed. In addition, a time-averaged vector field is also measured and compared with phase-averaged vector field.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제25권1호
• /
• pp.91-101
• /
• 1993

가압경수로형 원자로의 정상 비정상 운전시의 열수력학적 거동을 예측하기 위해서는 원자로내기포계수의 분포를 정확히 계산하는 것이 필수적이다. 이러한 기포계수의 정확한 예측을 위하여 많은 모델들이 제시되었다. 이중 drift-flux모델은 그 계산의 정확성과 간결성에 의하여 널리 사용되고 있다. 이러한 drift-flux 모델을 사용하여 보다 더 정확한 기포계수를 예측하기 위해서는 각 상간의 슬립률과 flow regime 에 따른 기포의 운동의 변화가 정확히 고려되어야 한다. Drift-flux 모델에서는 이러한 두 가지 요소가 drift-flux parameter인 $C_{o}$ 와 (equation omitted), 에서 고려된다. 본 연구에서는 이러한 $C_{o}$ 의 실험적 결정을 위하여 원자로 노심을 모사한 4개의 전열봉이 있는 비등이 발생하는 수직사각 유로를 구성하였으며, 완성된 유로내에서 기포계수의 분포 및 기포속도의 분포를 측정하였다. 국부적 기포계수 및 기포속도 분포의 측정에 사용된 방법은 이중탐침법이며 측정이 이루어진 유로내의 유동 상태는 유속이 비교적 느린 low flow rate condition이며 유로내 압력은 3기압 이하이다. 본 실험에서는 액상의 속도는 측정되지 않았으며, 따라서 $C_{o}$ 의 계산을 위하여 (equation omitted)의 실험 상관관계식을 사용하여 유로내 평균 기포계수의 함수로 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권2호
• /
• pp.187-196
• /
• 2013

화력발전용 관류보일러 화로벽관에서의 밀도파 불안정 예측을 목적으로 수치모델을 개발하였다. 시간 도메인에서 1 차원 유한체적법을 적용하여 관내 비정상상태의 유동장을 계산하였으며, 화로벽관의 평행관 연결을 모사하기 위해 헤더의 모델도 포함하였다. 평행관들 가운데 하나의 관에 열 섭동을 부가 후 관 입출구 유량의 변동을 관찰함으로써 밀도파 불안정을 찾았다. 개발된 모델은 문헌의 실험결과와 검증을 거쳐 700MW 보일러 화로벽관에 적용하였다. 그 결과 Takitani 의 실험결과에서는 평행으로 연결된 우회 유량이 줄어들수록 불안정 경계 열량이 상승하는 경향이 있었던 반면, 보일러 화로벽관의 경우에는 평행관 모델링에 크게 영향을 받지 않음을 확인하였다.

• 에너지공학
• /
• 제24권1호
• /
• pp.114-122
• /
• 2015

수평 성층류 2상 유동에서 기체의 속도가 액체의 속도보다 상대적으로 큰 고유속 유동조건에서는 불규칙한 파형들이 생성되고 이때 상 경계면에서는 액적이탈이 발생한다. 한국원자력연구원(KAERI)에서는 이러한 상 경계면에서의 액적이탈 현상을 기구학적으로 예측하기 위하여 전단력, 표면장력, 그리고 중력 항으로 구성되는 새로운 액적이탈 모델을 제시하였다. 그러나 이 액적이탈 모델 내부에는 아직 결정되지 않은 모델 계수가 존재한다. 모델 계수를 결정하기 위해서는 두 상 사이의 계면파 특성과 관련되는 물리변수들에 대한 실험데이터의 확보가 필요하다. 주요 물리변수들에는 파의 기울기, 파의 빗변길이, 파의 속도, 파의 주파수, 그리고 파장이 있다. 본 연구에서는 계면파 특성과 관련된 주요 물리변수들을 측정하기 위하여 폭 40 mm, 높이 50 mm, 길이 4.2 m의 수평사각유로에서 가시화실험을 수행하였다. 실험은 1기압의 물-공기 성층류 유동에서 액적이탈이 발생되는 조건에서 수행되었다. 본 실험에서 계면 형상을 2차원적으로 가시화하고 계면파에서 국소적인 물속도 분포를 측정하기 위하여 유로 측면에서 PIV기법을 적용하였다. 추가적으로, 가시화실험을 통해 획득한 계면 이미지로부터 측정된 계면 높이를 검증하기 위하여 평행 와이어 전도도 센서를 개발하였다. 가시화방법과 센서를 통해 측정된 수위를 비교한 결과, 두 가지 방법론에 의해 측정된 수위결과가 잘 일치함을 확인하였다. 최종적으로 개발된 측정기법을 적용하여 액적이탈 조건에서 계면파 특성과 관련된 주요 물리변수들을 측정하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제15권1호
• /
• pp.66-72
• /
• 2010

The partitioning tracer method is to estimate the residual saturation of nonaqueous phase liquid (NAPL) in soils by analyzing tracer's retardation induced by the reversible partitioning of tracer with NAPL. This study is to estimate the residual diesel saturation in soils using the partitioning tracer method. Two-dimensional soil box was used to represent the 2-dimensional flows of groundwater and tracer solution in the saturated aquifer, and the soil box was filled with soil and then saturated with water. The residual diesel saturation was induced in saturated soil, and the partitioning tracer method was applied. The results from batch-partitioning experiment indicated that the diesel-water partitioning was linear with respect to tracer's concentration, and the partition coefficient of tracer between diesel and water was measured by their linearities. The groundwater flow in the saturated aquifer was simulated in the 2-dimensional soil box, and the residual diesel contamination was visually identified. The results from the partitioning tracer method with or without diesel in soils confirmed that 4-methyl-2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol and 1-hexanol, can be used as a detecting method for diesel contamination. By the accuracies of estimations for diesel contamination using the partitioning tracer method, 2-ethyl-1- butanol showed the highest accuracy with 83%.