• 제목/요약/키워드: 가스확산

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CFD를 이용한 가연성 가스의 확산 및 폭발 Simulation (CFD Simulation Study to analyze the Dispersion and Explosion of Combustible Gas)

  • 장창봉;이향직;이민호;민동철;백종배;고재욱;권혁면
    • 한국가스학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.58-65
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    • 2012
  • 현재 가연성 가스의 누출시 누출된 가스의 확산과 VCE에 의한 과압을 예측하기 위해 여러 모델들이 이용되고 있다. 그러나 이 모델들은 누출설비의 지형과 장애물 그리고 건물들의 영향에 대해서는 충분히 고려하지 않은 단순한 접근방법을 이용하고 있다. 이에 본 연구는 누출된 물질의 연소형태, 설비의 Geometry, 난류, 장애물, 바람의 영향 등 여러 변수를 고려하여 보다 정확하게 분석할 수 있는 CFD(Computational Fluid Dynamics) Model을 검토함으로서 누출된 가스의 확산과정과 분포형태 그리고 폭발시 화염과 과압의 결과를 2D와 3D의 가상공간에서 제시하였다. 이러한 CFD 분석결과는 폭발에 대한 리스크 분석과 리스크 기반의 설계에 있어 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

다공성 알루미늄 산화물을 이용한 저전력 마이크로 히터의 제조 (Fabrication of low power micro-heater based on electrochemically prepared anodic porous alumnia)

  • 박승호;변성현;이동은
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.116.1-116.1
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    • 2016
  • 반도체 가스센서에서는 가연성 및 탄화수소계 가스를 감지 하기 위해서 $100{\sim}500^{\circ}C$ 이상의 동작온도를 필요로 한며, 이에 따라 반도체식 가스센서의 마이크로 히터 소재는 고온에서 열적 안정성이 있는 소재가 요구된다. 현재 상용화되고 있는 반도체식 가스센서는 실리콘(Silicon) 기반의 MEMS 기술을 이용한 가스센서이며, 구조적으로나 성능적 한계가 드러남에 따라 실리콘 이외의 다양한 재료의 MEMS 응용기술 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 실리콘의 재료적 한계를 극복하기 위해 다공성 알루미늄 산화물(AAO)을 기판으로 사용하여 마이크로 히터를 제작하였다. AAO의 제작에 앞서 CMP, 화학연마, 전해연마를 이용하여 적합한 전처리 공정을 선정하였고, AAO 제작 시 온도, 시간, 전압의 변수를 주어 마이크로 히터 기판에 적합한 공정을 탐색하였다. 마이크로 플랫폼은 MEMS 공정으로 제작되었으며, PR(Photo Resist)을 LPR(Liquid Photo Resist)과 DFR(Dry Film Resist)로 각각 2종 씩 선택하여 AAO에 적합한 제품을 선정하였다. 제작된 마이크로 히터는 $1.8mm{\times}1,8mm$로 소형화 하였고, 열손실의 제어를 위해 열확산 방지층을 추가하였다. 구동 온도, 소비전력, 장시간 구동시 안정성의 측정 및 평가는 적외선 열화상 카메라와 kiethly 2420 source meter를 이용하여 측정하였으며, 열확산 방지층의 유 무에 따른 온도 분포 및 소비전력을 비교평가 하였다. 최종적으로는 현재 사용화 되어있는 가스센서들의 소비전력과 비교 평가 하여 논의 하였다.

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MLL을 이용한 도시가스 시설의 안전 정보 시스템 구축에 관한 연구

  • 김훈희;백종배;고재욱;허문회
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 1998년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.131-135
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    • 1998
  • 사용이 편리하고 깨끗한 에너지에 내한 선호도가 증가하면서 가스의 보급이 금속히 확대되었을 뿐만 아니라 향후에도 지속적인 증가 추세를 보일 것으로 보인다. 특히 연탄ㆍ유류ㆍLP가스의 사용이 감소하면서 도시가스의 보급률은 전체 수용가구가 '98년에 624만 7천 가구로 49.2%의 전국 보급률을 갖고 있다. 또한 배관의 총 길이는 15,357km로 과거 5년 전 보다 2배정도 증가하였으며 시설 또한 증가 추세이다. 따라서 도시 가스를 각 가정, 사업장 등에 공급하기 위한 배관의 설치를 산업의 발달로 지하공간을 이용한 공사가 점차적으로 확산되고 있다. (중략)

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염수 전해용 가스확산 전극에 관한 연구 (Research on the Gas Diffusion Electrode for the Brine Electrolysis)

  • 이동호;이광현;한정우;임정택;이오상;이재도
    • 전기화학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.7-12
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    • 2002
  • 염수 전해 공정에서 산소음극형 가스화산전극의 적용에 대해 연구, 조사하였다. 가스확산전극은 반응층, 가스확산층, 급 전체로 구성된다. 반응층은 친수성 카본블랙, 소수성 카본블랙, PTFE(polytetrafluoroethylene), 은거울반응이나 함침법에 의해 담지된 은 촉매로 제조하였다. 가스확산충은 소수성 카본블랙과 PTFE로 제조되며, 반응층 내에 사용되는 급전체는 Ni망을 사용하였다. 실험에 의하면 함침법에 의해 Ag촉매를 반응충 카본에 담지시켜 제작된 전극$(Ag\;10wt\%$,바인더 $20wt\%)$이 산소음극 과전압이 약 700mv, 전해조에 장착하여 측정한 전해전압(전해 조건이 $80^{\circ}C,\;32wt\%$ 가성소다 그리고 $300 mA/cm^2$의 전류 밀도)이 약 2.2V로 가장 우수한 결과를 나타내었다. 이는 기존 공정의 전해전압 3.4V에 비해 $30\%$이상 저감된 결과이다. 또한 개발된 가스확산 전극은 염수 분해용 전해 공정에서 3개월 연속 운전이 가능하였다.

산악 계곡지형에서의 오염확산에 관한 연구(II) :수치해석 (A Study on the Pollutant Dispersion over a Mountain Valley Region (II) : Numerical Simulation)

  • 심우섭;김석철;유성연
    • 설비공학논문집
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    • 제17권11호
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    • pp.1060-1071
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    • 2005
  • Passive gas dispersions over a 1/1000 scale terrain model at Eiffel type wind tunnel were reproduced by numerical simulation. Large eddy simulation was used to treat the sub-grid scale turbulences. The terrain features were represented by millions of point forces densely distributed over the solid surface using the virtual boundary method. The model simulations agreed very well with the experiments in a consistent fashion for all wind directions. The measured profiles of the wind speeds as well as the tracer gas concentrations were nicely simulated by the CFD model at most locations scattered over the model terrain. With scale factor adjusted and the thermal stratification effects incorporated, the CFD model was expected to provide reliable information on pollutant dispersions over the real complex terrains.

암모니아 펄스 플라즈마를 이용한 원자층 증착된 질화텅스텐 확산방지막 특성 ([ $NH_3$ ] Pulse Plasma Treatment for Atomic Layer Deposition of W-N Diffusion Barrier)

  • 이창우
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.29-35
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    • 2004
  • 암모니아 펄스플라즈마를 이용하여 $WF_6$ 가스와 $NH_3$ 가스를 교대로 흘려줌으로써 Si 기판위에 질화텅스텐 확산방지막을 증착하였다. $WF_6$ 가스는 Si과 반응하여 표면침식이 과도히 발생하였으나 암모니아 ($NH_3$)가스를 펄스 플라즈마를 인가하여 $WF_6$와 같이 사용하면 Si 표면을 질화처리 함으로써 표면침식을 막아주며 질화텅스텐 박막을 쉽게 증착할 수 있었다. 그 이유는 암모니아 가스의 분해를 통한 Si 기판의 흡착을 용이하게 하여 질화텅스텐 박막 증착이 가능하기 때문이다. 이러한 증착 미케니즘과 암모니아 펄스 플라즈마 효과에 대하여 조사하였다.

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등유-산소 층류 확산화염의 길이 변화 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Investigations of the Characteristics of the Length Variation of Kerosene-Oxygen Laminar Diffusion Flames)

  • 이수한;이종원;박설현
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제32권6호
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    • pp.22-27
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    • 2018
  • 등유-산소 동축류 확산화염 버너에서 연료의 유량, 버너 외축에 공급되는 산화제의 온도, 불활성가스로 희석된 산화제의 특성이 화염 길이 변화 특성에 미치는 영향을 고찰해 보았다. 각 실험 조건에서 생성된 동축류 확산 화염은 쉴리렌 카메라를 이용하여 촬영한 뒤 디지털 이미징 프로세싱 기법을 적용하여 그 길이를 측정하였다. 실험결과를 통해 측정된 화염길이는 등유 연료의 유량과 산화제의 온도에 비례하여 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 아울러, 산화제에 첨가되는 불활성가스의 희석량이 증가할수록 화염 길이는 증가하는 하였고, 특히 동일한 산소 농도에서 질소가스로 희석된 경우가 헬륨가스로 희석된 경우에 비해 화염길이가 큰 폭으로 증가하였다. 이는 유체의 점성 저항에 영향을 미치는 불활성가스의 희석이 화염 길이 변화에 영향을 미치는 주요 메카니즘이기 때문으로 판단된다.

고온 고속 노즐부위에서의 열전달

  • 장태호
    • 기계저널
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    • 제25권3호
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    • pp.236-241
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    • 1985
  • 본 고에서는 일반적으로 노즐 부위 열해석에서 무시되는 복사열전달율과 점성소산효과를 수치적 모델을 통하여 그 필요성 여부를 조사한 것이며 다음과 같은 결론을 얻었다. (1)연소실 및 수 렴부위에서는 복사열전달율이 대류열전달율과 같은 차수의 크기로 나타나고 있어서 고 복사율을 갖는 연소가스에서는 특히 중요하다. 특히 최근에 많이 사용되는 연료에는 연소가스에 산화알 루미늄 성분이 증가하는 추세이므로 노즐부위 열해석에는 복사열전달이 차지하는 비중이 커질 것이다. (2)노즐의 확산부위에서는 고속으로 인하여 가스자체의 점성소산이 일어나 특성치 보 정계수 값이 감소한다. 따라서 Bartz의 예측치 보다는 열전달계수의 값이 적어지고 있다. (3) 따라서 노즐수렴부위에서는 일반적으로 Bartz의 예상치보다 높고 확산부에서는 낮은 결과를 얻 었던 실험결과와를 비교할 때 고온고속 노즐에서의 열전달해석은 복사 열전달과 점성열 소산을 고려함으로써 정확하게 될 수 있다. (4)이상 고려된 실험 데이터와 수치모델의 고찰은 노즐내의 침식이 없는 경우이나 실제의 경우 노즐벽 표면에서 화학적 반응이 일어난다. 그러나 이때 발 생될 수 있는 순수한 발한효과는 미미하며 단지 전체적인 단면의 열 해석시 상기에서 예측된 열전달율을 근간으로 화학반응열 및 온도분포를 계산하여야 할 것이다.

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