Novel flow analysis of regenerator under oscillating flow with pulsating pressure

Nam, Kwanwoo; Jeong, Sangkwon

doi:10.1016/j.cryogenics.2005.01.001

Cited by 36 publications

(18 citation statements)

References 11 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…11 и 12 для сравнения представлены значения фактора трения , f полученные в результате математического моделирования для различных значений числа Рейнольдса при стационарной продувке элементарного объема насадки регенератора с аналогичными геомет-рическими характеристиками и исходными данными, и эксперимен-тальные данные [5]. Уравнение линии тренда 63,072 0,975   y x (см.…”

Section: рис 10 зависимость гс от числа рейнольдса для потока рабочunclassified

“…Для построения 3D-модели регенератора и численного моделиро-вания была выбрана сетчатая насадка, поскольку ее чаще остальных применяют для формирования регенераторов, работающих в диапа-зоне температур 300 70  K. Кроме того, для насадки данного типа можно найти наибольшее количество экспериментальных и аналити-ческих данных [5][6][7].…”

Section: рис 4 типы насадок регенератораunclassified

See 1 more Smart Citation

Numerical modeling of a honeycomb head for a regenerator used in microcryogenic gas systems

Kulik¹,

Навасардян²,

Parkin³

2017

EJSI

View full text Add to dashboard Cite

Введение. Микрокриогенные газовые машины (МКГМ) -важ-ный элемент спутниковых систем навигации и связи. Одним из ос-новных показателей надежности таких машин является время безот-казной работы (комплексный и вероятностный показатели), понима-ние степени и характера влияния различных факторов на который позволяет определить глубину и очередность совершенствования ап-паратов и узлов в ходе проектирования МКГМ [1].Оценка времени безотказной работы МКГМ на стадии проекти-рования методами численного анализа и учет влияния различных, в том числе конструктивных, факторов на сегодня -актуальная и сложная задача. Ее решение проведем с помощью многофакторного термогазодинамического анализа (МФТГДА), в основе которого ле-жит интеграция накопленного опыта экспериментальных исследова-ний и численного моделирования.Многофакторный анализ МКГМ. Для расчета и анализа работы МКГМ выделим независимые факторы и зависимые от них показате-ли энергетической и термодинамической эффективности.Инженерный журнал: наука и инновации # 8·2017Независимые факторы включают:  внешние факторы, характеризующие внешние воздействия на МКГМ; структурные факторы, характеризующие конструктивное ис-полнение машины; технические характеристики машины. К зависимым показателям энергетической и термодинамической эффективности относятся: холодильный коэффициент; потребляе-мая мощность; холодопроизводительность.Поиск ключевых факторов, оказывающих непосредственное влия-ние на зависимые показатели энергетической и термодинамической эф-фективности МКГМ, а также определение связи аналитических моделей МКГМ с конструктивным исполнением каждого конкретного ее узла или аппарата предлагается проводить с помощью МФТГДА.Конечные цели МФТГДА -определение интегральных критери-ев, связывающих различные независимые факторы, а также оценка их влияния на показатели энергетической и термодинамической эффек-тивности МКГМ. Условная схема МФТГДА представлена на рис. 1 (от-метим, что на схеме отображены не все ключевые факторы, их список может быть дополнен в зависимости от широты исследования). Рис. 1. Условная схема МФТГДАСопоставление независимых факторов с причинами отказов МКГМ. На стадии эскизного проекта МКГМ рассматривается как совокупность взаимодействующих функциональных элементов (де-талей, узлов и т. п.). Структура каждого узла определяется в зависи-мости от степени проработки конструкции детали/узла машины и стадии анализа. В качестве узла может быть принята как отдельная деталь, так и сборочная единица.В качестве примера для предметного рассмотрения методики анализа представлена схема сборки МКГМ Стирлинга с роторным приводом (рис. 2). Схема выстроена по основной спецификации на МКГМ и содержит все элементы конструктивного исполнения ма- Численное моделирование пористой насадки регенератора…Инженерный журнал: наука и инновации # 8·2017 3 шины уже на стадии эскизного проектирования, отражая основные этапы сборки. Анализ функций плотности вероятности отказов каж-дого компонента (сборки/детали) даже при наличии статистически обобщенных данных на стадии проектирования...

show abstract

Section: рис 10 зависимость гс от числа рейнольдса для потока рабочunclassified

Section: рис 4 типы насадок регенератораunclassified

Numerical modeling of a honeycomb head for a regenerator used in microcryogenic gas systems

Kulik¹,

Навасардян²,

Parkin³

2017

EJSI

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The suitability of Swift and Ward's equation for use in an oscillatory flow is however questionable because it is fitted to steady flow data. A number of research works considered various specific formulations of equations for friction factor, including Gedeon and Wood [6], Ju et al [10], Nam and Jeong [11] or Boroujerdi and Esmaeili [12]. These formulations are generally of the same form as the standard Ergun Equation (3), but are typically multiplied by a certain dimensionless modification factor.…”

Section: Literature Reviewmentioning

confidence: 99%

Friction Factor Correlation for Regenerator Working in a Travelling-Wave Thermoacoustic System

Saat

Jaworski

2017

Applied Sciences

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:Regenerator is a porous solid structure which is important in the travelling-wave thermoacoustic system. It provides the necessary contact surface and thermal capacity for the working gas to undergo a thermodynamic cycle under acoustic oscillatory flow conditions. However, it also creates a pressure drop that could degrade the overall system performance. Ideally, in a travelling-wave system, the phase angle between oscillating pressure and velocity in the regenerator should be zero, or as close to zero as possible. In this study, the hydrodynamic condition of a regenerator has been investigated both experimentally (in a purpose-built rig providing a travelling-wave phasing) and numerically. A two-dimensional ANSYS FLUENT CFD model, capturing the important features of the experimental conditions, has been developed. The findings suggest that a steady-state correlation, commonly used in designing thermoacoustic systems, is applicable provided that the travelling-wave phase angle is maintained. However, for coarse mesh regenerators, the results show interesting "phase shifting" phenomena, which may limit the correlation validity. Current experimental and CFD studies are important for predicting the viscous losses in future models of thermoacoustic systems.

show abstract

“…Nam et al [23] investigated the oscillatory flow in the regenerator at ambient temperature and set up a one-dimensional model. Based on the experimental results, they proposed correlations for the Fanning friction factor, which depended on the mesh numbers: In this study, the steady friction factor correlation by Miyabe et al and the oscillating flow friction factor correlation by Nam et al are applied in the simulations, respectively.…”

Section: Correlations Of Heat Transfer Coefficient and Friction Factormentioning

confidence: 99%

Modeling of Heat Transfer and Oscillating Flow in the Regenerator of a Pulse Tube Cryocooler Operating at 50 Hz

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:The regenerator of the pulse tube refrigerator (PTR) operates with oscillating pressure and mass flow, so a proper description of the heat transfer characteristics of the oscillating flow in the regenerator is crucial. In this paper, a one-dimensional model based on Lagrangian representation is developed to simulate the oscillating flow in the regenerator of the PTR. The continuity equation, momentum equation and energy equation are solved iteratively using the SIMPLER algorithm. The Darcy-Brinkman-Forchheimer model is used in the momentum equation, and a thermal non-equilibrium model is implemented in the energy equation. Lagrangian representation is employed to describe the thermodynamics of fluid parcels while the Eulerian representation (control volume method) is adopted for the energy equation of the solid matrix. The boundary conditions are set as the periodic flow of the sine function. The thermodynamic parameters of the gas parcels are obtained, which reveal the critical processes of the heat transfer in the regenerator under oscillating flow. The performance of the regenerator with different geometries is evaluated based on the numerical results. The present study provides insight for better understanding the physical process in the regenerator of the PTR, and the proposed model serves as a useful tool for the design and optimization of the cryogenic regenerator.

show abstract

Novel flow analysis of regenerator under oscillating flow with pulsating pressure

Cited by 36 publications

References 11 publications

Numerical modeling of a honeycomb head for a regenerator used in microcryogenic gas systems

Numerical modeling of a honeycomb head for a regenerator used in microcryogenic gas systems

Friction Factor Correlation for Regenerator Working in a Travelling-Wave Thermoacoustic System

Modeling of Heat Transfer and Oscillating Flow in the Regenerator of a Pulse Tube Cryocooler Operating at 50 Hz

Contact Info

Product

Resources

About