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NTIS 바로가기드라이브ㆍ컨트롤 = Journal of drive and control, v.12 no.4, 2015년, pp.48 - 53
정은아 (Department of Extreme Energy System, Korea Institute of Machinery & Materials) , 김지우 (Department of Extreme Energy System, Korea Institute of Machinery & Materials) , 염한길 (Department of Extreme Energy System, Korea Institute of Machinery & Materials) , 윤소남 (Department of Extreme Energy System, Korea Institute of Machinery & Materials)
This paper deals with the flow characteristics of a reed valve analyzed using computational dynamics(CFD) for optimal design. The seat sizes of the valve are modeled asØ6[mm] and Ø8[mm] to compare the flow characteristics. The inlet boundary condition is entered at 10[kPa], 15[kPa], 20[kPa], and 30[...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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스터링 냉동기는 어떻게 구성되는가? | 현재 다양한 분야에서 극저온 시스템이 적용됨에 따라 극저온으로 냉각시킬 수 있는 냉동기 등의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 최근에 많이 응용되고 있는 극저온 냉동기로는 스터링(Stirling) 냉동기가 있으며, 스터링 냉동기는 피스톤을 구동할 수 있는 압축기와 극저온으로 온도를 낮출 수 있는 팽창기로 구성되어 있다. 또한 냉동기의 구동과정에서 유체의 유량을 제어할 수 있는 방안으로 제작과 제어가 용이한 나선형 리드밸브(Reed valve)가 많이 사용되고 있으며, 밸브를 통과하는 유동에 따른 효율 및 신뢰성에 대한 검증 요구가 증가되고 있다. | |
해석을 통해 도출된 나선형 리드 밸브 유동 안정화 및 효율향상을 위한 최적화 설계방안은 무엇인가? | 1. 밸브 내부 각 위치에서의 속도분포 분석 결과 Ø6[mm]의 시트 크기를 갖는 것이 유체를 제어할 수 있는 나선형 밸브 사이로 균일하게 유동이 발생하며, Ø8[mm]의 밸브 시트 가장자리 부분보다 분산되는 유동의 밀집도가 적어서 출구를 향한 유동흐름이 더 집중되고 있는 것으로 확인되었다. 2. 밸브 시트 직경의 크기가 작아짐에 따라 유체의 흐름이 출구로 원활이 이동하며, 기본적인 유체의 유동 및 와류의 균일한 분포를 가진다. 따라서 유량계 수가 높고, 압력손실계수가 낮게 도출된 것으로 보아 밸브 시트의 형상이 밸브의 유량제어에 영향을 미칠수 있으며, 설계과정에서는 밸브시트의 내부직경 사이즈를 줄여 최적화 형상을 제작할 필요가 있다. 3. 유동해석의 결과를 토대로 일정 수준 이상의 압력으로 운전했을 경우 효율이 증가하는 것으로 판단 되며, 명확한 운전조건의 선정을 위해서는 차후의 리드밸브 실험결과와 비교 검증을 수행하여야 한다. | |
냉동기에서 나선형 리드밸브는 어떤 방안으로 사용되고 있는가? | 최근에 많이 응용되고 있는 극저온 냉동기로는 스터링(Stirling) 냉동기가 있으며, 스터링 냉동기는 피스톤을 구동할 수 있는 압축기와 극저온으로 온도를 낮출 수 있는 팽창기로 구성되어 있다. 또한 냉동기의 구동과정에서 유체의 유량을 제어할 수 있는 방안으로 제작과 제어가 용이한 나선형 리드밸브(Reed valve)가 많이 사용되고 있으며, 밸브를 통과하는 유동에 따른 효율 및 신뢰성에 대한 검증 요구가 증가되고 있다. 밸브 설계 과정의 하나로 밸브의 성능을 예측하기 위해 시뮬레이션을 통한 분석이 많이 이루어지고 있으나 리드밸브의 세부적인 움직임에 따른 유체의 흐름 변화를 예측하는 문제는 매우 어렵다. |
J. H. Park, T. M. Kim, "Flow Analysis and Measurement of Pressure Distribution along Include Circular Valve Reeds and Valve Seat Geometric Parameters of Reciprocating Compressor," SAE Paper 2000-01-1225, pp. 325-423, 2000.
H. J. Kim, J. P. Park, "Assessment of CFD Estimation Capability for the Local Loss Coefficients of Sudden Contraction and Expansion," Appl. Chem. Eng., Vol.21, No.3, pp.258-264, 2010.
H. B. Park, H. J. Sung, D. R. Ryu and Y. S. Kim, "Flow Analysis of Servo Valve for energy saving of CAES system," KSFC, No.10, pp.145-149, 2008.
M. T. Cho, J. H. Cho, "Heat and Fluid Flow Analysis by SC/Tetra," KSFC, Vol.2, No.1, pp.48-54, 2005.
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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