• 제목/요약/키워드: gas-liquid mixing

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Polyethylene-polystyrene 혼합물의 저온 열분해에 의한 액화특성 (Liquefaction Characteristics of Polyethylene-polystyrene Mixture by Pyrolysis at Low Temperature)

  • 이봉희;김수호;최홍준
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.495-502
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    • 2008
  • To investigate the synergy effect on the pyrolysis of mixture of polyethylene(PE) and polystyrene(PS), the pyrolysis of PE, PS and the mixture of PE-PS was carried out in a batch reactor at the atmospheric pressure and $450^{\circ}C$. The pyrolysis time was from 20 to 80 mins. The liquid products formed during pyrolysis were classified into gas, gasoline, kerosene, gas oil and heavy oil according to the distillation temperatures based on the petroleum product quality standard of Korea Institute of Petroleum Quality. The analysis of the product oils by GC/MS showed that the new components produced by mixing were not detected. The synergy effect according to mixing of PE and PS did not also appear. The conversion and yield of mixtures were in proportion to the mixing ratio of sample.

단일노즐을 사용한 내부순환 공기리프트 반응기에서 수력학과 액체의 흐름특성 (Hydrodynamics and Liquid Flow Characteristics in an Internal Circulation Airlift Reactor using a Single Nozzle)

  • 김종철;장서일;손민일;김태옥
    • 공업화학
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    • 제8권5호
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    • pp.816-821
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    • 1997
  • 기체분산기로 단일노즐을 사용한 내부순환 공기리프트 반응기에서 수력학과 액체의 흐름특성을 해석하였다. 실험은 공기-물계에서 기체속도와 반응기의 높이를 변화시키면서 국부지역의 기체체류량과 추적자의 충격-응답곡선을 측정하였다. 실험결과, 약 8 cm/s이상의 기체속도에서 상승관은 기포가 강한 합체를 일으키는 난류흐름을 나타내었고 하강관에서는 균일한 크기의 큰 기포들이 분산된 지역까지의 축방향 높이가 기체속도의 증가에 따라 감소하였다. 그리고 국부지역과 반응기 전체의 평균 기체체류량은 기체속도가 증가할수록 증가하였고 반응기 상부지역의 높이가 증가할수록 감소하였다. 또한 혼합시간은 기체속도보다 반응기 상부지역의 높이에 크게 영향을 받으며 이들이 증가할수록 감소하였다. 상승관과 하강관에서 액체의 흐름은 플러그흐름에 근접하였고 환전혼합흐름으로 볼 수 있는 반응기 상부지역의 크기에 따라 반응기 전체의 액체흐름특성이 크게 변화하였다. 이때 액체의 순환속도는 기체속도가 증가할수록 증가하였고 다른 기체분산기에서 보다 상당히 큰 값을 나타내었다.

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산화제 과잉 예연소기 냉각 성능 수치 해석 (Numerical Analysis on Cooling Characteristics of Oxidizer-Rich Preburner)

  • 이선미;하성업;이수용
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.67-75
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    • 2013
  • 케로신-액체산소 로켓 엔진에 적용되는 산화제 과잉 예연소기의 냉각 성능 확인을 위한 수치 해석을 수행하였다. 예연소기 1차 연소구역을 상사하기 위하여 분사기 배열에 따른 혼합비를 바탕으로 연소가스 물성치를 계산하였고, 냉각제로서 채널을 흐르는 산소의 물성치는 실제기체 조건에 대하여 적용하였으며, 1차 연소구역과 냉각제로 쓰인 액체산소의 혼합과정은 다상혼합모델을 적용하였다. 수치 해석으로 계산된 결과를 연소시험과 비교하였으며, 이를 통하여 재생냉각 채널과 연소실에서의 물성 등을 정량적으로 파악할 수 있었다.

가스발생기용 F-O-F 충돌형 인젝터 분사특성 (Atomization Characteristic of F-O-F Triplet Injector for Gas Generator)

  • 권순탁;이창진;김승한;한영민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.62-68
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    • 2005
  • 액체로켓 가스발생기를 위한 인젝터를 설계하여 분사특성을 살펴보았다. 인젝터는 F-O-F triplet impinging이고 모의 추진제로 kerosene/물을 사용하였다. 인젝터의 형상설계 변수는 충돌각과 충돌거리이며 이를 이용하여 5가지의 후보 요소 인젝터를 설계하였으며, 모의 추진제를 사용하여 분사 특성을 실험하였다. 분사특성을 측정하기 위한 인자는 혼합효율과 분사각으로 모의 추진제 운동량비 0.2~1.3 범위에서 분사유량과 국부 O/F비를 측정하고 혼합효율을 계산하였다. 가스발생기용 인젝터는 농염한계의 O/F비 때문에 가장 높은 효율과 적절한 분사 각을 갖는 요소 인젝터를 선정하였고 연소 특성을 연구하기 위하여 연소실험을 실시하였다.

실험계획법을 이용한 가스 혼합-순환식 플라즈마 공정의 최적화 (Optimization of Gas Mixing-circulation Plasma Process using Design of Experiments)

  • 김동석;박영식
    • 한국환경과학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.359-368
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    • 2014
  • The aim of our research was to apply experimental design methodology in the optimization of N, N-Dimethyl-4-nitrosoaniline (RNO, which is indictor of OH radical formation) degradation using gas mixing-circulation plasma process. The reaction was mathematically described as a function of four independent variables [voltage ($X_1$), gas flow rate ($X_2$), liquid flow rate ($X_3$) and time ($X_4$)] being modeled by the use of the central composite design (CCD). RNO removal efficiency was evaluated using a second-order polynomial multiple regression model. Analysis of variance (ANOVA) showed a high coefficient of determination ($R^2$) value of 0.9111, thus ensuring a satisfactory adjustment of the second-order polynomial multiple regression model with the experimental data. The application of response surface methodology (RSM) yielded the following regression equation, which is an empirical relationship between the RNO removal efficiency and independent variables in a coded unit: RNO removal efficiency (%) = $77.71+10.04X_1+10.72X_2+1.78X_3+17.66X_4+5.91X_1X_2+3.64X_2X_3-8.72X_2X_4-7.80X{_1}^2-6.49X{_2}^2-5.67X{_4}^2$. Maximum RNO removal efficiency was predicted and experimentally validated. The optimum voltage, air flow rate, liquid flow rate and time were obtained for the highest desirability at 117.99 V, 4.88 L/min, 6.27 L/min and 24.65 min, respectively. Under optimal value of process parameters, high removal(> 97 %) was obtained for RNO.

산화제 과잉 예연소기 설계점 운영 특성 (Design Point Operating Characteristics of an Oxidizer Rich Preburner)

  • 문일윤;문인상;강상훈;하성업;이수용
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.81-88
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    • 2013
  • 케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소방식 액체엔진용 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 설계점에서 연소시험을 수행하였다. 설계된 산화제 과잉 예연소기는 산화제 일부와 연료를 혼합헤드를 통해 연소실에 공급하여 연소시키고 나머지 산화제를 연소실 재생냉각채널을 거쳐 연소실 중앙의 분사공을 통해 연소실로 주입하여 기화시키는 형태로 최종적으로 연소압 20 MPa, 혼합비 60에서 작동한다. 혼합헤드에는 단일 와류형 분사기를 벌집형태로 배열하였으며 가스 온도 균일성 향상과 연소 안정성 향상을 위한 혼합링과 터빈까지의 배관을 고려한 노즐을 장착하였다. 설계점 연소시험에서 산화제 과잉 예연소기는 높은 연소 안정성과 생성가스의 균일한 온도분포를 보였다.

혼합촉진장치 적용시 유동장 변화에 의한 탈황효율 연구 (A Study on the Desulfurization Efficiency as a Variation of Flow Field Applyed a Mixing Enhancement Apparatus)

  • 정진도;김장우;서문준
    • 한국분무공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.177-181
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    • 2010
  • This paper has designed a mixing enhancement apparatus called Lobed-plate and Step-plate and comparatively calculated desulfurization efficiency of when its shape was changed. The parameters used at this time were the shape, SR ratio and the number of nozzles of the mixing enhancement apparatus and comparatively analyzed desulfurization efficiency according to these parameters. As a result, the Step-plate appeared as more highly by around 4% than Lobed-plate in desulfurization efficiency according to the shape of the mixing promotion apparatus, and when the desulfurization efficiency as a SR ratio is considered, it appeared highly by an average of 5% when the SR ratio is 3 rather than 2. As a result of comparing desulfurization efficiency by fixing the SR ratio and setting the number of nozzles as 4 pieces and 6 pieces, there was no big change in desulfurization efficiency when the SR ratio is 2, but it could be confirmed to improve by around 5% when the SR ratio is 3 when time passed 8 seconds.

Experimental Studies on Self-Oscillation of a Swirl Coaxial Injector

  • Kim, Dongjun;Wonho Jeong;Jihyuk Im;Youngbin Yoon
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.228-233
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    • 2004
  • The spray and acoustic characteristics by the self-oscillation of a swirl coaxial injector were experimentally studied. The self-oscillation of a swirl coaxial injector is defined as pressure and flowrate oscillations by a time-delayed feedback between liquid and gas phase and has strong influences on atomization and mixing processes. Hence the occurrence and effect of the self-oscillation are measured using shadow photography technique, acoustic test and PDPA. The occurrence of self-oscillation largely depends on the injection conditions, such as pressure drop of liquid phase and relative momentum ratio. From the experimental results, self-oscillation occurs when the momentum of gas phase is enough large and the smaller the pressure drop of liquid phase is, the better self-oscillation occurs at the same momentum ratio. The self-oscillation is also affected by injector geometries, increasing the recess length results in the expansion of self-oscillation region and the increase of sound pressure level. The self-oscillation of a swirl coaxial injector accompanies a high intensity scream and this scream may provide harmful disturbances to combustion processes. Self-oscillation leads to strong changes in the drop size distribution and smoothly varies the slope of radial SMD distribution.

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정적연소실내의 디젤분무증발과 연소특성에 관한 연구 (A Study on the Diesel Spray Evaporation and Combustion Characteristics in Constant Volume Chamber)

  • 김상호;김석준;이만복;김응서
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제2권6호
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    • pp.102-109
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    • 1994
  • As a fundamental study to apply high pressure injection system to direct injection diesel engine, fuel injection system and constant volume combustion chamber were made and the behaviors of evaporating spray with the variation of injection pressure and the ambient gas temperature were observed by using high speed camera, and the combusion characteristics with the variation of injection pressure and A/F ratio were analyzed. As injection pressure increases, spray tip penetration and spray angle increase and, as a results spray volume increases. This helps an uniform mixing of fuel and air. Spray liquid core length decreases as ambient gas temperature increases, while it decreases as injection pressure increases but the effect of ambient gas temperature is dorminant. As injection pressure increases, ignition delay is shortened and combustion rate being raised, maximum heat release rate increases. It become clear that High injection pressure has high level of potential to improve the performance of DI-diesel engine.

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초음속 후향 계단 유동에서 액체 분사로 인한 초음속 제트의 구조 변화 (Structural Change of Supersonic Jet Due to Liquid Injection in Supersonic Backward Facing Step Flow)

  • 안상훈;한두희;최한영;서성현;성홍계
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.9-16
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    • 2019
  • 초음속 유동이 흐르는 후향 계단에서 액체 제트가 수직으로 분사되는 유동의 혼합 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 작동 유체는 질소와 물을 사용하였다. 쉐도우그래프 기법을 사용하여 유동을 가시화하였으며, 초고속 카메라로 촬영된 영상은 시간 평균화 처리를 통해 분석에 사용하였다. 액체 제트의 주입구는 초음속 질소가스 유동에 의해 생성되는 재순환 영역 내부에 위치하며 유동방향에 수직하게 분사된다. 실험 조건은 질소가스 챔버와 액체 가압탱크의 압력에 따라 나누었다. 각 실험 조건에서 분사된 액체 제트의 침투 깊이와 마하 디스크의 생성 위치의 변화를 관찰하였으며, 운동량비에 따른 유동의 구조 변화에 대해 고찰하였다.