mixing elbow 내의 유동을 fluent로 해석한 결과 및 고찰

소개글

유체역학 과제로 mixing elbow 내로 찬물과 뜨거운 물이 들어왔을 때 유동과 이를 고찰한 내용입니다. 시간과 공을 많이 들인 A+ 받은 레포트입니다.

목차

1. 문제정의
2. case study
3. case study 결과
4. 고찰

본문내용

1. 문제정의

• Elbow pipe 내에 두 군데에서 찬물과 따듯한 물이 들어옴

• 중앙에 형상(임의)을 넣고 outlet 부근에서의 온도 및 속도 분포 해석

• Case 별 결과 분석 및 비교 고찰

2. Case Study
Mixer를 설계하지 않고 해석을 수행하였을 때 다음의 그림과 같은 유동 흐름을 관찰 할 수 있었다.

뜨거운 물이 들어오는 inlet에서는 차가운 물이 들어오는 inlet에서 보다 빠른 속도로 유체가 흘러들어 왔고, 그 결과 Laminar가 Turbluent로 developed 되기 전에 관의 오른쪽 벽면을 타고 흘러 나가버렸다. 따라서 찬물과 뜨거운 물은 서로 층을 이루며 제대로 섞이지 않는 모습을 볼 수 있었다. 이를 토대로 turbulent flow를 형성하기 위해서 뜨거운 물의 Path line 부근인 수직인 관의 맨 오른 쪽과 정중앙에 mixer를 고정으로 설치해 보기로 하였다. 다음과 같은 설계변수를 갖는다.

예상했던 대로 결과가 나왔다. 물이 서로 잘 섞이기 위해서는 turbulent flow가 형성되어야 하는데 위와 같이 pipe가 비교적 짧아서 Entrance Length 까지 미치지 못하는 경우 (entrance length는 관내 유동에서 tubluent flow이 시작되기까지 거리를 말하며 여기서는 L.E = 120D= 480in) 난류를 쉽게 만드는 방법은 단면(geometry)에 급격한 변화를주는 것이라고 생각했다.

참고 자료

없음