KR890000691B1 - 연소 또는 반응을 수반하는 흐름의 장(場)에 있어서의 유체흐름의 시뮬레이터 - Google Patents

연소 또는 반응을 수반하는 흐름의 장(場)에 있어서의 유체흐름의 시뮬레이터 Download PDF

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니혼 화네스 고오교 가부시끼 가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

연소 또는 반응을 수반하는 흐름의 장(場)에 있어서의 유체흐름의 시뮬레이터
제1도 : 본 발명에 따른 연소 또는 반응을 수반하는 흐름의 장에 있어서의 유체 흐름의 시뮬레이터 중의 가시화장치부분의 개략도.
제2도 : 산란광 측정장치와 연산회로부분의 개략도.
제3도 : 오리피스경(徑)과 기포 입경비율과의 관계를 구한 실제 결과를 표시한 그래프.
제4도 : 가시화된 흐름의 장을 표시한 설명도.
제5도 : 제2도의 장치에 따라 감광기로 측정된 농도 변화의 위상을 표시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 모델수조 3 : 스릿트 광원
4 : 기포 4 : 스릿트 광
8 : 관로(管路) 9 : 오리피스
20 : TV 카메라 21 : 모니터 TV
22, 23 : 감광기 24 : 필터
25 : 미니컴퓨터 30 : 가시화장치
31 : 산란광측정장치 32 : 연산회로
본 발명은 연소 또는 반응을 수반하는 흐름의 장(場)에 있어서 유체가 현실로 나타내는 흐름의 변화를 수류(水流)모델을 사용하여 재현 예측하는 시뮬레이터 (simulator)에 관한 것이다.
종래, 흐름의 가시화는 수류(水流)에 관하여 행하여진 것이 많으며, 그것은 주로 흐름에 상사성(相似性)을 유지함에 공기류(空氣流)의 약 1/15의 저속에서 저으며, 또한 물체에 작용하는 유체력(流體力)도 공기류에 비하여 약 800배로 크기 때문이었다. 그러나 그의 수류모델은 압축성이 없는 유체의 흐름을 가시화상태로 재현하고 소용돌이의 발생의 유무와 그의 성장 소멸상황 등의 정성적 관찰 및 정량적 측정에는 편리하나 압축성이 없으므로, 연소 또는 반응을 수반하는 유장(流場)과 같이 유체의 팽창, 압축에 의해 흐름이 변화하는 유장을 재현하기에는 적당치 않은 것이다. 그러나, 종래에는 다른 적정한 유체 실험모델이 존재하지 않았으므로 수류모델을 사용한 정성적 정보 및 반정량적 정보로부터 연소 및 반응을 수반하는 유장의 상황이 추측되었다. 즉, 연소 및 반응을 수반하는 유장을 관찰하기 위하여 종래의 시뮬레이터(simulater)로서는 팽창 및 압축에 의한 유체의 흐름의 변화를 제외한 저차원의 것 이외에는 존재하지 아니하였다.
본 발명은 연소 또는 반응을 수반하는 흐름에 있어서 유체가 현실로 일으키는 흐름의 변화를 수류(水流)모델을 사용하여 재현 예측할 수 있는 시뮬레이터(simulater)를 제공함을 목적으로 한다.
그러한 목적을 달성하는 본 발명은 연소 및 반응을 수반하는 유장에 있어서 유체의 흐름을 시뮬레이트(simulater)하기 위하여는 유체의 팽창을 고려하여야 하며 그러기 위하여는 유체의 흐름의 관찰은 물론 유체의 평균농도, 변동농도 및 평균속도를 측정하여 그것들을 어떠한 연소모델을 기초로 하여 연료와 2차공기와의 혼합상황 및 그의 변화에 대응시키므로서 유체에 연소상황을 예측하는 것이 가능하다는 지견(知見)에 의하여, 모델수조와 압력 수공급원과를 연결하는 관로(管路)에 직경 3mm 이하의 소공을 적어도 한개 천공한 오리피스를 설치하여 오리피스 통과시의 국소적 압력저하에 수반하는 탈기현상에 의하여 미세 또는 균질한 기포를 수류중에 대량으로 출현시켜 그의 미세 또한 균질한 기포를 조밀하게 포함하는 수류로서 수조내에 유장을 재현하는 한편 그의 유장에 스릿트 광(slit 光)을 적중시켜 기포에서의 난반사에 의하여 임의단면에 있어서의 흐름을 가시화(可視化)하는 가시화장치와, 전기(前記) 가시화장치에서 발하는 산란광(散亂光)을 TV 카메라로 촬영하고 그것을 모니타 TV의 브라운관에 영출(映出)함과 동시에 근접한 2점에 있어서 산란광의 변화는 전기브라운관상에서 측정하는 2개의 감광기(感光器 Photo sensor)를 가지는 산란광 측정장치와 감광기(Photo senser)에서 얻어지는 일방(一方)의 측정점에 있어서의 측정치와 수조의 수류분출구 부근의 산란광에서 얻어지는 기준치와를 비교연산하여 측정점에 있어서의 순간적인 농도를 구하는 농도측정회로와 감광기(Photosenser)에서 출력되는 근접된 2점에 있어서의 산란광의 변동의 시간적차를 상호 상관관수를 이용하여 구하고 그 시간을 기포군의 감광기 (Photosenser)간의 이동시간으로서 유속을 구하는 유속 측정회로와, 두가지 측정회로에 있어서 얻어지는 농도변화와 유속변화를 기초로하는 농도모델에 연(沿)하여 연소 또는 반응을 수반하는 유체의 흐름을 변화를 요측하는 예측회로 등으로 구성되어 있다.
이하 본 발명을 도면에 표시한 실시예를 기초로 하여 상세히 설명한다. 본 발명의 시뮤레이터는 기포를 포함하는 수류에 의하여 유장을 재현하고 그것을 기포에서의 광(光)의 난반사(亂反射)를 이용하여 가시화하는 가시화장치(30)과, 유장의 산란광의 변화를 측정하는 산란광 측정장치(31)과 산란광의 변화로부터 순간적인 농도, 유속을 구하고 그의 데이타에 의하여 어느 연소모델에 다라 연소 또는 반응을 수반하는 유장(流場)의 상황을 예측하는 연산회로부(32) 등으로 주로 구성된다. 수류모델 가시화장치 (30)은, 제1도에 표시하는 바와 같이, 가시화하려고 하는 유장을 재현(再現)하는 모델수조(이하 수조라고 약칭한다.) 1과, 2의 수조 1에 기포 4를 혼입시킨 유체, 물을 예를 들어 저면에서 공급하는 유체공급 유니트(2) 및 수조(1)내의 유장에 스릿트 광(5)를 조사(照射)하는 스릿트 광원(3) 등으로 주로 구성되어 있다. 그의 가시화장치에 있어서, 수조(1)의 저면에서 유입된 유체는, 수조(1)내에 있어서 유장을 재현한 다음 수조1의 상방에 있는 배수구(6)에서, 도시하지 아니한 배수관을 통하여 배수된다. 배수는 기포 이외의 이물(異物)을 포함하지 않으며 또한 기포도 일부를 제외하고 다시 물에 용입(
Figure kpo00001
)되므로, 어떠한 처리를 실시함이 없이 그대로 배수하여도 좋으며, 그대로의 상태로 재사용할 수도 있다. 또한 유체를 수조(1)의 상방에서 도입하고 저면에서 배수할 수도 또한 측벽에서 도입할 수도 있다.
여기서, 전기수조(1)에서 물을 공급하는 유체 공급 유니트(2)는, 도시아니한 압력수 공급원 수조(1)의 유체 분출구(7)과를 연결하는 관로(8)의 도중에 설하여진 오리피스(9) 등으로 구성되며, 오리피스(9) 부분에 있어서의 국소적 감압작용에 수반하는 탈기현상에 의하여 압송되는 유체중에 고용(固溶)되어 있는 공기를 기포(4)로서 유체중에 출현시켜, 기포(4)를 대량으로 포함한 유체로서 공급하는 것이다. 오리피스(9)는 직경 3mm이하의 소공(小孔)을 적어도 1개 천공한 것이다. 오리피스(9)의 소공의 직경과 발생기포(4)의 직경 및 균질성과에는 밀접한 관련성이 있어, 소공직경이 3mm를 넘으면, 발생기포(4)가 극히 불균질하게 되어 정밀한 측정과 정량측정에 적당하지 않게 된다.
일반적으로 기포를 드레사로서 사용하는 경우, 흐름에의 추수성(追隨性) 불량에 의한 오차(誤差) 및 부력에 의한 오차를 고려하면, 가시화에 의한 최적 기포직경을 0.06 내지 0.2mm의 범위로 되는 것이 바람직하며 더욱이 기포(4)의 수중에서의 용입 (
Figure kpo00002
)이 빨리 일어나지 아니하도록 조건을 조감하여 보면 0.1mm 전후가 가장 소망스럽다. 여기서, 오리피스(9)의 경과 발생기포(4)의 입경(粒徑) 비율과의 관계를 구한 본 발명자들의 실험결과(제3도)에 의하면 직경 3mm의 오리피스(9)로서는 가시화에 최적한 직경 0.2mm 이하의 기포(4)가 70% 정도를 차지하여 그 평균직경은 0.113mm로서 거의 균질한 것이나, 직경 4mm의 오리피스(9)로 되면 직경 0.2mm 이하의 기포가 30% 정도로 낮게 불균질로 된다. 그 실험결과에서 바람직한 오리피스 직경은 ø1.5mm 이하이며, 가장 소망스러운 것은 ø0.8mm 이하 ø0.5mm 이상이다. 직경 0.5mm 미만의 오리피스(9)를 제외한 것은 유체중의 먼지로 목결(
Figure kpo00003
)을 일으켜 오히려 기포발생이 불안정하게 되기 때문이며, 상류에 효과적인 필타를 설치하여 먼지를 완전히 제거할 수 있으면, 0.5mm 미만의 직경으로도 좋다.
제3도의 실험결과에 의하면 오리피스경 0.8mm로 9kgr/㎠의 압력을 가한 경우, 직경 0.0781-0.2106mm의 범위의 기포(4)가 발생하고 있는 것이 확대사진을 현미경으로 측정함으로서 확인되었다. 그리하여 그때의 기포에 평균직경은 거의 0.1mm로 가시화범위 중에서 가장 소망스러운 기포경이라 할 것이다. 거기서 유량을 증가하는 경우에는 오리피스(9)의 소공을 늘려서 발생기포를 증량하므로써 유체중에 포함하는 기포의 함유율을 일정하게 할 수 있다. 또한 수조 1은 본 실시에의 경우 아크릴수지와 유리 등의 투광성 재로에 의하여 횡단면 방향의 각 통형으로 형성되어 있으며, 상방에 배수구 (6)를, 저면에 수류분출구(7)을 가진다. 이 수조(1)은 노즐과 바나 등의 수류모델의 경우에는 유장을 형성하기 위한 용기에 불과하나 로(furnace)내의 유체의 흐름을 가시화하는 경우 등에는 그 자체가 모델의 일부로서 사용된다.
따라서 수조(1)의 형상은 도시되어 있는 것에 한정되지 않고 원통이나 엘보우관형 등의 필요에 응하여 여러 가지 형상을 채택할 수 있다. 또한 수조저면의 수류분출구 (7)에는 관찰하고져 하는 유장을 재현하는 모델, 예를 들어 노즐모델과 바나모델(10) 등에 일반으로 채택된다. 더욱이 모델을 수류분출구(7)에서 분리하여 수조(1) 내에 설치하고, 수류분출구(7)에 있어서는 흐름에 하등의 변화를 주지아니하는 경우도 있다.
본 실시에의 마나조즐모델(10)과 바나타일모델(11)이 설치되어 연료와 공기의 혼합상태, 그 비율 등을 측정하기 위해 바나노즐모델(10)에서는 기포(4)가 혼힙된 유체(연료에 상당함)를 분출시킴과 동시에 그 주위에서는 기포가 혼입되어 있지 아니하는 유체(이차공기에 상당함)을 분출시켜서 바나타일모델(11)내에서 양자를 혼합시키도록 설하여 있다. 물론 그 수류분출구(7)의 갯수 및 위치는 도시한 것에 한정하지 아니한다. 예를들어 로(furnace)에 복수의 바나를 설치한 경우 수류모델의 때는 바나의 배치위치가 열분포에 주어지는 영향을 수류모델을 사용하여 관찰한 경우가 있기 때문이다. 또한 본 실시예의 수조(1)의 주벽전면을 투광성자료로 형성하고 있으므로 관찰자내지 관찰기구에 대향하는 면이 관찰상에 상당하며, 스릿트 광원 3에 대항하는 면이 입사광창(入射光窓)에 상당한다.
그러나 수조(1)은 전주벽면을 투광성 자료를 형성할 필요는 없으며 적어도 관찰창과 입사광창이 그러하면 족하다.
그 관찰창과 입사광창은 스릿트 광(5)의 입사방향과 90-145도의 각도의 위치로 최적의 난반사가 얻어지는 것이므로 이 범위에 위치시켜두면 좋으며, 수조(1)을 원통형으로 형성하는 경우에는 주벽의 90-145'의 범위를 투공재료로 형성하므로써 대신할 수가 있다.
또한 관찰창과 입사광창을 제외한 타의 주벽면(저면을 포함함)을 광 급수체로 형성하면 관찰실내의 조명을 낮추지 않아도 기포만이 신란광관에 의하여 돋보임으로 관찰이 용이하다. 여기서 광 흡수체는 수조(1)의 내연만을 흑색으로 착색한 것도 좋다. 또한 유장의 상태를 흐르는 방향과 직교하는 면 즉, 윤절(輪切)하여 관찰하는 경우에는 유장을 횡절(橫切)하는 스리트 광 5에 대하여 90-145°의 범위와는 수조(1)의 천정상방이 된다.
따라서 그 경우에는 수조의 상방에 관찰자 내지 관찰기기를 설치한다. 또한 수조(1)내에 스릿트 광(5)를 조사하는 스릿트 광원(3)은 공지의 어떠한 수단으로서도 좋다.
예를 들어 슬라이드 영사기에 스릿트를 넣은 판을 삽입하여 스릿트 광을 얻도록 하여도 좋다.
그 경우 스릿트에 절입방향을 변경한 몇장의 스릿트판을 사용함으로서 흐름의 임의의 단면을 투과하는 스릿트 광(5)를 얻을 수가 있다. 스릿트 광(5)는 기포(4)에 부딛혀 난반사하나 그 산란광은 빛이 입사한 방향에서 90-145°의 범위에서 가장 잘 검출되는 특성을 가지고 있다.
또한 기포(4)의 경이 충분히 미세하고 또한 같은 모양이라면 산란광의 강도는 단위 체적중의 기포갯수 즉 기포수밀도에 비례되는 것으로 생각되며, 이는 산란광의 강도가 농도에 대응한 것을 의미한다.
또한 제2도에 표시하는 바와 같이 수조(1)의 관찰창의 전면에는 산란광 측정장치(31)의 TV 카메라(20)이 설치되어 있다. 산란광 측정장치(31)은 수조(1)내에 유장을 임의의 크기로 촬영하는 TV 카메라(20)과 모니터 TV(21) 및 이 모니타 TV(21)의 브라운관상에 있어서 영출된 유장의 임의의 개소(個所)의 산란광의 변화를 측정하는 감광기 (photosenser)(22)(23)으로 구성된다. 전기 감광기(photosenser)는 본래농도 측정으로 1개, 속도 측정용으로 2개, 합계 3개가 필요하나, 본 실시예의 경우에는 2개의 감광기(photosenser)(22)(23)을 설치하여 일방을 공요하고 감광기(photosenser) 일방의 전기신호를 농도측정으로 사용하고 있다. 또한 감광기(22)(23)은 광학적 신호를 전기적 신호로 변환하는 것으로써 기타의 감광기를 사용하여도 가능하다.
또한 연산회로부(32)는, (22)(23)으로부터의 전기신호에서 스키얀신호를 제외한 필터(24)와, 전기신호에서 변환된 산란광의 변환에 의하여, 순간적인 농도를 측정하는 농도 측정회로 및 근접하는 2점에 있어서, 농도 변동, 산란광의 변화의 시간적 차를 상호 상관법에 의하여 구하고, 속도를 산출하도록 프로그램된 속도 측정회로를 조입한 미니-콤퓨터(25)로서 구성된다. 또한 도면중 부호(26)(27)(28)로 표시된 것은 각각 데이스프레이, XY 프로타 및 프린타이다.
이상과 같이 본 발명의 시뮬레이터(simulater)가 구성되어 있으므로 다음과 같이 조작함으로써 연소 또는 반응을 수반하는 유장에 있어서의 흐름의 상황을 예측할 수 있다.
먼저 압력 수공급원에서 수조(1)에 향하여 유체를 압송하는 경우에 오리프스 (9)에 있어서 국소적 감압작용에 수반하는 탈기현상에 의하여 유체내에 고용(固溶)되어 있는 공기를 가시화에 최적한 미세 또는 균질한 기포로서 유체내에 조밀하게 출현시킨다. 그리하여 그 미세균질한 기포를 조밀하게 포함한 유체로써 수조(1)내에 바라고자 하는 유장을 재현한다.
거기에, 스릿트 광(5)를 조사하면, 스트릿트 광(5)가 기포(4)에 의하여 난반사하여 산란하므로, 수포 중에 있는 기포(4)의 존재가 제4도에 표시한 바와 같이 화분(火粉)과 같이 명료하게 표현되어 흐름을 가시화 한다. 이때에 산란광의 광도는 단위 체적중의 기포 갯수 즉, 기포 밀도수에 비례하는 것으로 생각되며, 그것은 산란광의 광도가 농도에 비례하는 것을 의미하는 것으로써, 기포의 유체중에 있어서의 조밀상태, 즉 농도를 산란광의 강도라 하는 관점에서 눈으로 관찰 할 수 있다. 더우기 수조(1)내의 흐름은, 제2도의 표시한 바와 같이 수조전면의 TV 카메라(20)으로 촬영되어 모니터 TV(21)의 브라운관에 영출(映出)된다.
그리하여 브라운관상의 임의의 점에 있어서 농도의 변화 즉, 산란광의 변화가 브라운관상의 감광기(photosenser)(22)에 의하여 측정되어 전기적 신호 예를 들어 전압의 변화로서 검출된다.
여기서 기포(4)를 드례사로서 사용하므로서 유체의 흐름을 가시화할 수 있다 하더라도 한개의 기포(4)를 특정하여 그 기포(4)가 소정의 거리(L)을 이동하는 시간을 측정하는 것은 불가능하다.
그러나 미세, 균질한 기포가 조밀하게 포함된 유체가 만들어내는 유장에 있어서, 일정농도의 기포군이 이동하는 현상은 하나의 측정점에 있어서의 농도변화로써 나타난다. 그리하여 그의 기포군의 이동현상은 특히 가까운 다른 점에 있어서는 극히 유사한 펴형의 농도변화로써 나타난다. 그것으로 인하여 기포군에 근접하는 2점내에 있어서 이동시간은 양점에 있어서의 농도변화의 시간적 차로서 파악될 수 있는 것을 알 수 있게 되었다.
거기서 모니터 TV(21)의 브라운관상에 근접하게 설하여진 2개의 감광기(22) (23)에 의하여 근접하는 2점에 있어서의 농도변화 즉 산란광의 변화를 각각 측정한다.
감광기(22)(23)을 통하여 전기적 신호로 변환된 순간적인 농도변화는 필터 (24)를 통하여 모니터 TV(21)의 화면의 스키얀 신호를 제거한 다음 미니콤퓨터 (25)에 각각 입력된다.
미니 콤퓨터(25)에 있어서는 어느 일방의 임의의 포드센사에서 얻어진 전기신호를 근거(基)로서 임의의 측정점에 있어서 순간적인 농도가 구하여진다.
거기서 유체의 농도는 산란광의 강도가 단위 체적중의 기포갯수 즉, 기포밀도수에 비례한 것이라고 생각되며 또한 그의 단위 체적중의 기포갯수가 혼합상태에 있는 2유체(流體)에 점(占)하는 기포를 포함하는 유체에 비례 즉 농도가 저하함에 따라 저감하므로 기포를 포함하는 유체가 타의 유체와 혼합되기전의 유체 분출구(7)에 있어서 산란광의 밝기를 기준으로 하여 산출할 수가 있다.
즉, 임의의 점에 있어서의 농도는 그 점에 있어서 특정전압을 기준전압으로 나누기 하므로서 구하여 진다.
또한 미니 콤퓨터(25)에 있어서는, 동시에 2개의 측정점에서 일어나는 농도변화의 시간적 차, 최대 지연시간이 상호 상관관수법을 사용하여 산출되어 속도가 구하여 진다.
전술한 바와 같이 접근한 2개의 측정점에 있어서는 제5도에 표시하는 바와 같이 비슷한 농도변화가 일어난다. 거기서 각 측정점에 있어서의 농도변화를 통례적으로 처리하여 특징적인 피크를 각각 구하고 그의 피크를 기준으로 하여 최대 지연시간 t 를 구한다.
최대 지연시간 즉 기포군의 감광기(22)(23)간 이동시간 △ t 가 구하여지면 감광기(22)(23)간의 거리 △ L이 미리 정하여진 것에 의하여
Figure kpo00004
로서 유속은 간단히 구해진다. 더우기 미니콤퓨터(25)내에 있어서는 측정에 의해 얻어진 순간적인 농도변화와 속도변화를 어떤 연소모델에 대응시킨 것에 의하여 연료와 공기의 혼합비율 및 그 변화를 산출할 수 있으며 또한 연소온도와 CO량 O2량 등의 필요한 분포상태를 3차원 모델화할수 있다. 즉, 연소 또는 반응을 수반하는 유장에 있어서 흐름의 상황을 수류모델에 의하여 재현된 실제의 유장과 다른 유장에 있어서 농도의 분포 및 속도분포에서 예측하는 것이다.
미니콤퓨터(25)에 있어서 산출된 예측 유장은, 데이스프레이(26)에 예측치로써 그대로 화면에 표시되어 또한 XY 프로타(27)에 있어서 2차원적 내지 3차원적인 도시로써 표시되어 또한 프린타(28)에 있어서 수치로써 표시(印字)된다. 또한 모니터 TV 브라운관상에 있어서 산란광의 휘도(輝度) 측정은, 측정영역중 가장 어두운 부분에서도, 미소출력, 예를 들면 3mV 정도를 표시함과 같이, 또한 가장 밝은 부분이 측정렌즈(렌지)의 최대치 가까이 되도록 모니터를 조정함이 필요하다. 또한 측정 위치의 변경은 모니터 TV(21)의 브라운관상의 감광기(21) 및 (23)을 이동한 것에 의해서도 행할 수가 있으나 브라운관의 중앙이 주변 보다 안정 또한 밖은 휘도(輝度)를 얻을 수가 있으므로 감광기(22) 및 (23)의 위치를 고정한 그대로 TV 카메라(20)을 도라하스(도면생략)로써 미동시킨 것에 의하여 촬영개소를 변경하는 것이 바람직하다.
또한 산란광의 측정은 수조(1)내에 유장을 재현한 것과 동시에 진행할 필요는 없으며, 한번 수조(1)내에 유장을 재현하여 그 모양을 TV 카메라(20)으로 촬영할 때 도식하지 아니한 Vedeo장치에 녹화하여 두면 그것을 모니터 TV(21)에 영출한 것으로 인하여 얼마든지 측정가능하다.
또한 좁고 복잡한 유장에 있어서도 촬영할 때에 줌 업(zoom up)하는 것으로 감광기(22) 및 (23)의 상대적 소형화를 도모하여 측정을 가능하게 한다.
이상의 설명에서 명백한 바와 같이 본 발명의 수미레타는 미세 또는 균질한 기포를 조밀하게 포함하는 수류에서 재현된 수조내의 유장에 Slit광을 비하여 기포에서의 난반사에 의하여 임의단면에 있어서의 흐름을 가시화하는 한편, 산란광을 TV 카메라로 촬영하여 모니터 TV의 브라운관에 옮겨 나타냄과 동시에(移出) 근접한 2점에 있어서 전기 산란광의 변화를 전기 브라운관상의 2개의 감광기로 각각 측정하고, 접근한 2점에 있어서 산란광의 변동에 시간적 차를 상호 상관관수를 이용하여 구하고 그 시간을 기포군의 전기 감광기 사이의 이동시간으로써 속도를 구함과 동시에 단위 체적중에 있어서 기포수 즉 명도와 산란광의 강도 사이의 상사(相似)관계에 기하여 측정점에 있어서의 산란광의 강도와 수조의 수류분출구에 있어서 산란광의 강도와를 비교 연상하여 농도를 구하고, 이것들의 농도변화가 유속변화를 어느 연소모델에 대응시켜서 연료와 공기의 혼합비율 및 그 변화를 산출하도록 한 것으로써 연소 또는 반응을 수반하는 유장에 있어서 흐름을 실제의 흐름과 다른 수류모델에서 예측할 수 있다. 또한 본 슈미레타는 유장을 TV 카메라로 촬영하고, 모니타 TV에 영출하여 감광기로 측정하도록 할 것이므로 유장의 임의의 장소를 임의의 크기로 확장하여 측정할 수 있음과 동시에 비디오장치에 녹화하여 두면 실제의 수류실험을 행하지 않더라도 언제든지 측정할 수 있다.

Claims (1)

  1. 모델 수조와 압력수 공급원을 연결하는 관로에 직경 3mm 이하의 소공을 최소 하나이상 천공한 오리시프를 설하고 오리피스 통과시의 국소 압력저하에 수반하는 탈기 (脫氣) 현상에 의하여 미세 균질한 기포를 수류(水流)중에 대량으로 출현시켜 그 미세균질한 기포를 치밀하게 포함하는 수류에서 수조내에 흐름의 장(流場)을 재현하는 한편 그 유장에 스릿트 광을 부딛히게 하여 기포에의 난반사에 의하여 임의 단면에 있어서 흐름을 가시화하는 가시화장치와 전기(前記) 가시화장치에서 발하여지는 산란광(散亂光)을 TV 카메라로 촬영하고 그것을 모니터 TV의 브라운관에 영출(映出)함과 동시에 근접한 2점에 있어서 산란광의 변화를 브라운관 상에서 측정하는 2개의 감광기 (photosenser)를 가지는 산란광 측정장치와 감광기에서 얻어지는 일방의 측정점에 있어서의 측정치와 수조의 수류분출구 부근의 산란광에서 얻어지는 기준치와를 비교 연산(演算)하여 측정점에 있어서 순간적인 농도를 구하는 농도 측정회로와, 감광기에서 출력되는 근접한 두점에 있어서 산란광의 변동에 시간적 차이를 상호 상관관수를 사용하여 구하고, 그 시간을 기포군의 감광기 사이의 이동에 의해 유속을 구하는 유속 측정회로와, 양 측정회로에 있어서 얻어진 농도변화와 유속변화를 근거로 하여 연소모델에 의해 연소 또는 반응을 수반하는 유체의 흐름의 변화를 예측하는 예측회로로서 되는 것을 특징으로 하는 연소 또는 반응을 수반하는 유장(流場)에 있어서의 유체 흐름의 시뮬레이터.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0157964B1 (en) * 1984-03-29 1988-10-19 Nippon Furnace KOGYO KAISHA LTD. Apparatus for visually displaying fluid density in fluid flow model
US4729109A (en) * 1985-05-29 1988-03-01 University Of Illinois Method and apparatus for measuring the displacements of particle images for multiple exposure velocimetry
JPH0654279B2 (ja) * 1985-07-01 1994-07-20 日本フア−ネス工業株式会社 流れの三次元観察方法
US4814868A (en) * 1987-10-02 1989-03-21 Quadtek, Inc. Apparatus and method for imaging and counting moving particles
US5177607A (en) * 1990-08-27 1993-01-05 Zexel Corporation Method and apparatus for measuring velocity of fluid
US5170438A (en) * 1991-03-22 1992-12-08 Graham Fiber Glass Limited Method and apparatus for determining the flow rate of a viscous fluid stream
FR2781786B1 (fr) * 1998-07-29 2000-10-13 Stein Heurtey Dispositif de conduite des fours de fusion et/ou d'affinage de verre
US6205871B1 (en) * 1998-12-22 2001-03-27 The Regents Of The University Of California Vascular phantoms
GB0120422D0 (en) * 2001-08-22 2001-10-17 Ricardo Consulting Eng Flow visualisation
CN101334308B (zh) * 2007-06-29 2013-03-27 通用电气公司 用于检测流量计的仿真电路
CN102798511A (zh) * 2012-02-06 2012-11-28 哈尔滨电机厂有限责任公司 水力机械内部流场精细化测试试验装置
CN103528793B (zh) * 2013-10-27 2015-09-23 广西科技大学 水下高压放电气泡产生装置
CN103528792B (zh) * 2013-10-27 2015-09-23 广西科技大学 水下低压放电气泡产生装置
US9255827B2 (en) * 2013-12-17 2016-02-09 International Business Machines Corporation Computer based fluid flow velocity estimation from concentrations of a reacting constituent for products and services
US11047722B2 (en) 2013-12-17 2021-06-29 International Business Machines Corporation Computer based fluid flow velocity estimation from concentrations of a reacting constituent for products and services
CN103994790B (zh) * 2014-04-21 2017-03-22 孟雪菲 流体计量装置
CN104236851A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 哈尔滨工程大学 一种用于模拟蒸汽发生器中汽泡行为的可视化实验装置
CN104913903B (zh) * 2015-06-03 2020-12-04 中国环境科学研究院 水动力实验装置
CN107764511B (zh) * 2017-10-13 2019-07-26 中国石油化工股份有限公司 一种盐岩对井水溶腔体流场及浓度场模拟实验方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA636012A (en) * 1962-02-06 Standard Telephones And Cables Mfg. Co. (Canada) Ltd. Signal detector in video data reading devices
DE8117017U1 (de) * 1982-01-21 Brüsch, Dietmar, 3300 Braunschweig "Modell zur Darstellung der Funktion eines Vergasers"
US2984744A (en) * 1958-01-21 1961-05-16 Frederick E Lynch Means for visualizing fluid flow patterns
US2987830A (en) * 1958-06-16 1961-06-13 Franklin Institute Method of simulating coolant flow in a model of a reactor
US3023623A (en) * 1959-05-07 1962-03-06 Exxon Research Engineering Co Apparatus and method for selecting oil burner spray nozzle tips
LU61023A1 (ko) * 1970-05-29 1971-08-12
SU697896A1 (ru) * 1972-03-27 1979-11-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт техники безопасности в химической промышленности Камера дл определени минимальной энергии зажигани
FR2341170A1 (fr) * 1976-02-10 1977-09-09 Alsthom Cgee Methode d'essai en similitude de cavitation dans un circuit d'essais hydrauliques
US4031759A (en) * 1976-08-12 1977-06-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method of, and apparatus for, making visible the flow pattern of a gas
DD140504A1 (de) * 1978-03-10 1980-03-05 Juergen Altmann Anordnung zur geschwindigkeitsmessung von bildpunkten eines videobildes
SU769091A1 (ru) * 1979-01-29 1980-10-07 Предприятие П/Я В-8534 Способ стендовых кавитационных испытаний лопастных насосов
GB2057141B (en) * 1979-08-03 1983-07-20 Nat Res Dev Method and apparatus for sensing fluid flow
SU826079A1 (ru) * 1979-08-28 1981-04-30 Предприятие П/Я В-8534 Способ определения критического кавитационного запаса лопастного насоса
GB2083612B (en) * 1980-09-09 1984-05-31 Casswell Peter Henry Bubble flow meter
DE3128072A1 (de) * 1980-11-08 1982-06-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Pruefstand zum pruefen von einspritzduesen
DE3227516A1 (de) * 1982-03-08 1983-09-22 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Drucksensor

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Publication number Publication date
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EP0109810A2 (en) 1984-05-30
EP0109810B1 (en) 1989-05-10
DE3379852D1 (en) 1989-06-15
EP0109810A3 (en) 1985-12-18
US4554832A (en) 1985-11-26

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