Large amounts of oily wastewater discharged from various industrial operations (petroleum refining, machinery industries and chemical industries) cause serious pollution in the aquatic environment. Although dissolved air flotation (DAF) separating oil pollutants using microbubbles represents current practice, bubble size cannot be selectively controlled, and lots of power is required to generate microbubbles. Therefore, to investigate performance of the DAF process, this study examined the distribution of different sizes of microbubbles resulting from changes in physical shear force via modifying shapes of a slit-nozzle without an additional power supply. Three types of slit-nozzles (different angle, shape and length of the slit-nozzle) were used to analyze the distribution of bubble size. At a slit angle of 60°, shear force was 4.29 times higher than a conventional slit, and particle size distribution (PSD) in the range between 2 and 20 μm more than doubled. Treatment efficiency of synthetic oily wastewater through the coagulation-DAF process achieved 90% removal of COD by injecting FeCl3 and PACl of 250 mg/L and 100 mg/L, respectively, and the same performance resulted using FeCl3 of 200 mg/L and PACl of 80 mg/L employing a slit-nozzle angle of 60°. This study shows that a coagulation-DAF process using a modified slit-nozzle can improve the pre-treatment of oily wastewater.

Vortex tubes are simple tubes that can separate hot and cold air from compressed air without any internal device configuration and are used in many industries. If the vortex tube with these advantages is applied to an air conditioning system, it will be free from the use of refrigerant. In this study, basic study on discharge flow rate and temperature separation characteristics was carried out by varying the number of generator nozzle hole in various shapes of the vortex tube according to the inlet pressure of the vortex tube. Experimental results show that as the number of nozzles increases, the discharge flow rate tends to decrease and the temperature separation characteristics were excellent in the number of nozzles 6~7.

농업인구의 고령화 및 감소에 따른 노동력 부족으로 농업 생산 부분은 기계화 및 자동화를 비롯한 다양한 기술 도입을 요구하고 있다. 국내 과수 재배 작물 중 하나인 사과는 연간 10회 이상의 병해충 방제작업이 이루어지고 있어 병해충 방제를 위한 농약 살포 작업의 노력과 방제 비용, 작업자의 약제 노출 등을 줄이고 병해충 방제 효율을 높이는 방제 작업 시스템이 필요하다. 본 연구는 사과원 미세 분무 약제 살포 자동화 설비 구축을 위해 사과 과수원 내 미세 분무 살포 시스템을 설치하고 국·내외 산 노즐별 사과 잎의 농약 부착 정도를 비교하여 효과적인 노즐을 선발하기 위해 수행되었다. 국·내외 산 노즐별 사과 잎의 농약 부착 정도는 큰 차이를 보이지 않았으나 잎의 앞면 보다 뒷면의 농약 부착 정도가 낮게 나타나는 결과를 보였다.

Modern manufacturing industries is to produce both precise and robust mechanical parts without failure while they are in service. In order to prevent a part failure for its lifetime, a mechanical design for a part should be examined on a basis of mechanical simulation. A nozzle plate, being a key part in steam engines, changes flow directions of steam in a turbine used in power plant. This paper is to the design and test for part safety and durability. Currently, nozzle plates are fabricated by welding nozzles to their plates. Welding causes some defects on the used materials while they are being manufactured. Another major defect is un-even pitches between welded nozzles. Welding causes phase changes because of high melting temperature of metal. This leads to decay on the welding spots, which weakens their structural strength and then, may lead to early damages on mechanical structures. This research proposes assembly-typed nozzle plate without welding. From the beginning, nozzle and plate are designed for insertion-typed assembly. Nozzle head and foot are designed in accordance with the grooves on outer ring and inner ring of a plate to make mating surfaces. Then the nozzle plate should be proved for structural and fatigue safety before they are put in manufacturing. This research adopts commercial softwares for modeling and mechanical simulation. The test result shows that the design with smaller mating area and deeper insertion produces higher safety in terms of structure and durability. From the conclusion, this paper proposes the assembly-typed nozzle plate to replace the welding typed.

대형선박의 발전에 사용되는 증기터빈에는 핵심부품으로서 노즐플레이트가 활용되는데 정밀 산업 이 발전한 요즘에도 오래 전의 설계와 생산방식을 답습하고 있다. 노즐플레이트는 많은 터빈 블레이드와 이너링, 아우터링으로 구성되어 있고 이들을 서로 용접하여 제작한다. 용접 시에 블레이드의 뒤틀림 등으로 인하여 그 용접위치에 약간의 변위가 발생하여 각 블레이드 간의 pitch가 불균일하여지고 이로 인해 플레이트의 성능 저하가 우려된다. 이러한 점을 개선하기 위해 용접식 보다는 pitch의 등간격을 유지시키는데 유리한 조립식 설계로 전환하는 것이 필요하다. 이는 설계 변경을 해야 하며 또한 새로운 설계 시에 그에 대한 응력을 기초로 하는 구조해석과 장시간 사용되었을 경우에 대비하여 내구성 시험이 수반되어야 한다. 본 연구는 터빈 블레이드의 구조 설계를 조립식으로 변경하고 이의 결합성을 검토한 후 사이버 공간상에서 안전성 검증을 통하여 실용 가능성을 입증하고자 한다.

노즐 플레이트는 발전 설비의 증기 터빈에 장착되는 핵심 장비로서 터빈 내부의 blade는 고정익으로 서 터빈에 유입되는 수증기의 유입속도와 방향을 조절하여 회전익에 전달해 주는 역할을 한다. 이 노즐 플레이트에는 많은 블레이드들이 inner ring 및 outer ring에 용접 방식으로 제작되어 활용되고 있으나, 용접시의 열변형, 노즐 블레이드 피치간의 불균일에 의한 제품불량 등이 문제가 되고 있다. 더욱이 용접공정 및 후공정으로 인한 제작 기간이 증가하여 원가 상승의 요인이 되는 문제가 있다. 본 연구는 용접식 노즐 플레이트를 조립식으로 설계 변경하여 구조를 개선하고 이의 적용성을 점검하고자 한다. 적용 가능성을 확인하기 위한 방법으로서 노즐 플레이트의 응력해석으로 구조안정성을 점검하고 또한 플레이트의 성능을 테스트하는 장치가 필요하다. 노즐 플레이트의 공기 출구의 속도 노즐단의 엔탈피 효율 등을 측정하기 위한 장치는 공기 흡입구와 여과기, test section 등으로 구성하여 설계한다.

Ablative material in a rocket nozzle is exposed to high temperature combustion gas, thus undergoes complicated thermal/chemical change in terms of chemical destruction of surface and thermal decomposition of inner material. Therefore, method for conjugate analysis of thermal response inside carbon/phenolic material including rocket nozzle flow, surface chemical reaction and thermal decomposition is developed in this research. CFD is used to simulate flow field inside nozzle and conduction in the ablative material. A change in material density and a heat absorption caused by the thermal decomposition is considered in solid energy equation. And algebraic equation under boundary layer assumption is used to deduce reaction rate on the surface and resulting destruction of the surface. In order to test the developed method, small rocket nozzle is solved numerically. Although the ablation of nozzle throat is deduced to be higher than the experiment, shape change and temperature distribution inside material is well predicted. Error in temperature with experimental results in rapid heating region is found to be within 100 K.

1차원 등엔트로피 모델과 통합된 경계층 적분법은 초음속 노즐의 설계과정에서 내열재 표면의 열전달을 예측하는데 효과 적으로 사용되고 있지만 노즐 목과 같이 2차원 효과와 경계층과 노즐 코어유동의 상호작용이 발생하는 지점에서는 경계층 외부유동 해석의 부정확성으로 해석의 정확도가 감소한다. 따라서 본 연구에서는 경계층 적분법을 이용한 열전달 예측의 정 확도를 향상시키기 위해 CFD를 이용하여 2차원 효과와 노즐 코어유동의 상호작용이 고려된 경계층 외부유동 조건을 도출 하고 이를 경계조건으로 하는 해석기법을 개발하였다. 오일러 모델과 SST k-ω 모델을 CFD로 해석하여 경계조건으로 적용 했으며 계산방법을 검증하기 위해 선행문헌의 실험노즐에 대해 해석을 수행하였다. 계산 결과 CFD를 통해 경계층 외부유동 조건을 도출한 해석에서 노즐 열전달의 정확도가 향상되는 것을 확인하였으며 특히 노즐 목 후방과 팽창부에서의 차이가 크 게 나타났다. SST k-ω모델로 도출된 계산결과는 1차원 등엔트로피 모델과 비교 시 팽창부에서 실험결과와의 오차가 16% 감소하였다. 본 연구에서 개발된 해석기법은 향후 로켓노즐의 내열설계에 유용하게 사용될 것으로 평가된다.

분리막 오염을 감소시키고 투과유속 향상을 위하여 관형분리막 모듈 내에 공기 분사노즐관을 삽입시켰다. 분리막 의 평균 기공크기는 0.1 μm이며 이스트를 오염물질로 사용하였다. 모든 투과실험은 노즐관을 모듈에 장착하고 공기를 주입 하지 않는 실험을 먼저 실시하고 연속해서 공기를 주입하는 투과실험을 하였다. 그 다음 노즐관을 제거한 후 공기를 주입시 키지 않으면서 투과유속을 측정하였다. 측정된 투과유속은 공기주입 효과를 분석하기 위하여 비교하였다. 공기주입에 대한 투과유속은 거의 일정하거나 증가하였다. 노즐관이 장착되고 공기 주입을 하지 않을 경우의 투과유속이 빈 관형 모듈의 경우 보다 높았다. 운전압력을 0.4 bar까지 감소시키면 노즐관이 장착되지 않는 경우와 비교하여 공기를 주입할 경우 투과유속이 21%까지 향상되었다. 기체량이 증가하여 기/액체 2상 흐름이 stratified-smooth에서 intermittent 상태로 변화됨에 따라서 공기 주입에 의한 투과유속은 30% 이상으로 증가하였다

화물창의 내부 세정은 압축공기 또는 고압수를 이용하고 있으나 전용 세정기를 이용하지 않은 경우 위험성이 높은 작업이다. 이 연구에서는 화물창 고압세척기를 개발하기 위해 분사노즐의 유동특성을 수치해석 기법을 적용하여 고찰하였다. 그 결과 입자의 크기는 영향은 크지 않았으며 공급압력이 높을수 록 노즐부 끝단에서 유속과 분사거리는 지수함수로 증가하였다.

상부 탑재형 노내계측기(TM-ICI) 개발은 원자로하부헤드 대신 원자로상부헤드로 계측기를 삽입함으로써 중대사고 위험을 줄이기 위해 진행 중이다. 이 개발 과제의 일환으로, NUREG/CR-6909와 Code Case N-761의 두 방법에 따라 TM-ICI 노즐에 대한 환경피로평가가 수행되었다. TM-ICI 노즐은 level A, level B 및 시험 조건에서의 과도조건에 따른 하중을 받는데 이에 대해 피로평가를 해야 한다. 원자로냉각재환경이 고려된 TM-ICI 노즐의 누적사용계수는 1이하로 평가되었고, 이는 ASME Code 허용기준을 만족한다.

The current disinfection method of vehicles being applied in South Korea has various shortcomings. So, the epidemic has generated continuously at livestock farms. It is very important to develop an effective disinfection system for reduction of the epidemic. And various basic data is required for this development. Therefore, this study was performed to identify the nozzle type and proper discharge pressure of sprayers. The experiment was conducted from January 10, 2012 until February 28, 2012. All the performance measurement experiments were repeated five times. The subjects of experiment were the A, B and C company’s products. The sprayed capacity, angle of spray and the covering area ratio were measured for each product. As a result, the sprayed capacity, angle of spray and the covering area ratio were increased as the discharge pressure of the sprayer was increased. In conclusion, the conical shaped of the nozzle is considered more appropriate than V-shaped, and the proper discharge pressure is expected to be at least 20kg/cm2.

Computational fluid dynamic (CFD) could analysis the flow characteristics in the nozzle exit with fluid condition variation. Consequently, the purpose of this paper is to show that the fluid temperature and velocity field formed in the nozzle exit dominates the understanding for flow phenomenon. High fluid velocity can cause such a high temperature in the test gas that dust the particles grow. For this reason the flow conditions with air-air, air-vapor as test gases were used in this paper. The most important result to come from the CFD was the existence of the shock wave structure which was a dominant influence on the flow characteristics in the nozzle exit. Specially, It has an advantage to confirm the normal shock wave location because the temperature field variation of the flow distinguish clearly through mach disc.Also, the temperature through normal shockwave is at around 2.0 times higher than in atmosphere fluid condition. Consequently, this can be used as a good technical background for the design of rocket engine.

This study involved the shape of water jet nozzle to promote blasting ability and an increase of projection distance when cleaning VLBC cargo hold. Simulation of water jet projection process inside VLBC cargo hold was done in both 2D and 3D environment. The result are promising since both case show the capability of water contacting the desired target.

In recent years, there was many conflagration about special structure such as wooden cultural assets, warehouses and factories. The common causes of increase in the fire damage were difficulty of the initial suppression and absence of equipment for appropriate disaster prevention. A prediction of the air injection diameter of the destruction-spray nozzle, a core technology of destruction-spray fire vehicle which is possible for fire suppression of special structure were studied. As a result, changes in water flow according to the air injection diameter is not large, but air flow rate showed a difference more than up to four times. And then, through the result data of the flow analysis, the air injection diameter was obtained in the target mix ratio of the air according to the water injection pressure. Finally, by the formula derivation for the air injection diameter of target mix ratio of the air, the air injection diameter according to the water injection pressure change could be predicted within an error of 10%.