• 제목/요약/키워드: 가열속도

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미세여과에 의한 비 가열살균 좁쌀약주의 제조 및 저장 중 품질변화 (Non Thermal Process and Quality Changes of Foxtail Millet Yakju by Micro Filtration)

  • 강영주;오영주;고정삼
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.277-284
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    • 2005
  • 좁쌀 약주의 가열살균에 따른 품질열화의 대안으로 비 가열공정 시스템인 미세 및 한외여과용 중공사막(hallow fiber membrane) 카트리지 (cartridge)의 도입을 통한 좁쌀 약주의 고품질화를 시도하였다. 비 가열살균 좁쌀 약주의 제조 및 저장 중 품질변화를 조사하기 위하여 0.65, 0.45, 0.2및 0.1 $\mu$m의 MF(micro-filtration) 카트리 지와 500 K의 UF(ultrafiltration) 카트리지 등 중공사막의 공극의 크기에 따른 제조공정상의 효용성을 시험하였다. 시험한 모든 막 카트리지에서 미생물 제거 능력은 확인되었으나 여과 속도 및 안전성 면에서 0.45 $\mu$m 막 카트리지가 적당한 것으로 조사되었다. 저장 중 모든 시료에서 환원당 및 색택 변화의 차이가 측정되었는데, 6개월 저장 결과 가열살균 약주가 비 가열 약주에 비하여 투명도(L 값)가 감소하고 황청도(b 값)는 크게 증가하여 색택이 어두워지는 현상이 관찰되었다. 저장 중 환원당의 감소는 색택이 진해지는 비효소적 갈변과 관련이 있는 것으로 추정되며, 다른 화학적 성분에 대한 변화는 가열 살균과 비 가열 간에 차이가 거의 없는 것으로 조사되었다. 관능검사 결과 카트리지의 종류에 따른 좁쌀약주의 품질에 대한 차이는 인정되지 않았으나, 가열살균과 비 가열에 대한 품질은 유의적인 차이가 있었으며 비 가열처리 공정이 더 우수한 것으로 평가되었다.

유도 가열 굽힘된 316 계열 오스테나이트 스테인리스 강 배관의 잔류응력 분포 고찰 (Investigation of Residual Stress Distributions of Induction Heating Bended Austenitic Stainless Steel (316 Series) Piping)

  • 김종성;김경수;오영진;장현영;박흥배
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권7호
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    • pp.809-815
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    • 2014
  • 최근들어 원자력 발전소에 유도 가열 공정으로 굽힌 배관을 적용하려는 동향이 있다. 이러한 유도 가열 굽힘 공정 동안의 열-기계적 메커니즘에 의해 잔류응력이 발생할 수 있다. 잔류응력은 균열 발생과 성장에 중요한 영향을 미치는 균열 구동력들 중의 하나이다. 그러나, 기존 연구들은 두께 변화, 타원도와 같은 기하학적 형상 변이에 집중하고 있는 반면 공정 변수가 잔류응력에 미치는 영향과 관련된 연구는 찾아보기 힘들다. 본 연구에서는 316 오스테나이트 스테인리스 강으로 제작된 유도 가열 굽힘 배관의 잔류응력 분포에 미치는 공정 변수의 영향을 유한요소 변수 해석을 통해 고찰하였다. 고찰결과, 굽힘 모멘트와 굽힘 각도는 잔류응력에 미치는 영향이 미미한 반면 유도 가열률과 이송 속도는 잔류응력에 상당한 영향을 미침을 확인하였다.

EF-TEM을 이용한 직접가열 실험을 통한 Titanium의 고온에서의 상변화 연구

  • 김진규;이영부;김윤중
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.22-23
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    • 2002
  • Titanium은 높은 강도, 낮은 밀도, 부식에 대한 저항 등, 타 금속에 비해 월등히 뛰어난 성질을 가지고 있기 때문에 산업 전반에 거쳐 그 응용이 크게 증가하고 있으며, 특히 고온에서의 응용이 중요성을 띠게 됨에 따라 고온으로의 상전이 관계에 따른 구조적 규명이 필요하다. 순수한 titanium은 상온에서 조밀충진 육방정계의 α-상구조(a=2.953Å, c=4.683 Å, P6₃/mmc)를 이루고 있으나, 대략 880℃ 이상에서는 β-상의 체심입방정계 (a=3.320Å, Im3m)로 상전이가 되는 것으로 알려져 있다. 이에 대한 대부분의 연구가 kinetics와 thermodynamics에 관련되어 있으며, TEM을 이용한 직접가열실험은 거의 전무한 상태이다. 본 실험에서는 TEM 직접가열을 통하여 titanium의 고온에서의 상전이와 가열시 발생할 수 있는 산화층 형성을 연구하였다. TEM 시편은 순도 99.94%의 titanium foil(Alfa Aesar, #00360, 0.025mm thick)를 이용하였고, 분석 장비로는 에너지여과 기능이 있는 TEM(EM912 Omega, Carl Zeiss)과 Gatan사의 double-tilt heating holder를 사용하였다. Titanium의 상전이를 관찰하기 위해 900℃ 까지 분당 10℃ 의 속도로 가열을 하였다. 통계적 분석 오차를 줄이기 위해 서로 다른 4군데의 관찰영역을 선택하여, 상온 - 600℃ - 900℃ - 상온의 단계별로 회절패턴을 관찰 및 기록하였고, 발생 가능한 산화에 대해서는 동일한 장비를 사용하여 EDS 분석을 하였다. 상온에서의 서로 다른 영역의 회절패턴들은 결함의 존재에 상관없이, 온도가 증가함에 따라 그 결함수가 증가하게 된다. 특히 600℃ 에서는 쌍정과 관련된 회절점들이 본래의 회절점 주위에 형성되어있지만, 각 면들의 격자상수의 변화는 나타나지 않았다. 그러나 900℃ 에서는 쌍정에 의한 회절점의 수가 증가하며, 회절점 사이에 발달한 뚜렷한 막대모양의 강도분포와 격자상수의 변화를 관찰할 수 있었다. 다시 상온으로 냉각시킨 후 관찰한 각각의 회절패턴에서는 격자 상수의 감소와 함께 900℃에 보여진 막대 모양의 강도분포와 쌍정에 의한 회절점들이 여전히 남아있었다. EDS분석 결과 가열 실험을 통해 시편이 열적 산화가 되어 있음을 확인 할 수 있었다. 순수한 titanium의 α-상에서 β-상으로의 상전이를 파악할 수 있는 격자상수의 변화자체는 매우 작은 값이기 때문에 상온과 900℃ 에서 기록된 전자회절패턴 상에서의 면간거리와 면간각도의 측정만으로는 상전이 여부를 명확히 구별할 수 없었다. 그러나, 결함에 의한 상변화가 900℃ 에서 심하게 관찰되어지는 것은 상전이와 관계가 있는 것으로 볼 수 있다. 고온에서 상온으로의 가역적 반응을 관찰할 수 없었던 이유는 열적산화로 생긴 산화층의 산소원자들이 고온의 상전이 과정 중에 Ti 원자와 반응이 일어나 TiO/sub X/ 구조로 전이되었기 때문으로 추정하고 있다.

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Estimation of Cooling Rate in Bulk Amorphous Alloys by Separate Cooling Process

  • Kang, Bok-Hyun;Choi, Seong-Pil;Kim, Ki-Young
    • 한국주조공학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.167-173
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    • 2010
  • 벌크 비정질 합금의 특성상 점도가 높고, 냉각속도가 빨라 냉각되는 합금의 온도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로, 측정에 의하여 냉각속도를 구하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 합금의 온도를 직접 측정하는 대신 금형의 온도를 측정하고, 측정된 금형의 온도를 상용 열해석 프로그램을 이용한3차원 계산 결과와 비교, 보정하는 역문제 기법을 사용하여 Cu계와 Zr계 벌크 비정질합금의 냉각속도를 예측하였다. 예측된 냉각속도는 금형온도와 시편의 두께에 따라Cu계의 경우는 284~300 K/s, Zr계는 279~289 K/s로, 초기 금형온도의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 전산모사 결과와 달리 금형을 수냉한 쪽보다 가열한 쪽의 응고중 냉각속도가 빨라 조직이 더 미세한 것으로 나타났는데, 이는 응고중 금형과 주물간에 에어갭의 형성으로 열전달을 방해 받은 영향으로 사료된다.

Leidenfrost 지점 온도 이상에서 액적-벽면 충돌 열전달에 대한 충돌 속도의 영향 (The Effect of Impact Velocity on Droplet-wall Collision Heat Transfer Above the Leidenfrost Point Temperature)

  • 박준석;김형대;배성원;김경두
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권7호
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    • pp.567-578
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    • 2015
  • Leidenfrost 온도 이상으로 가열된 벽면과 충돌하는 액적의 속도가 열전달 특성에 미치는 영향에 관한 실험 연구를 수행하였다. 동기화된 초고속 가시화 카메라와 적외선 카메라를 이용하여 벽면과 충돌하는 액적의 충돌 특성과 충돌면의 온도 분포를 측정하였다. 획득한 표면온도 분포를 충돌면의 경계 조건으로 이용하여 가열 벽면의 3차원 비정상 열전도 수치해석을 통해 표면 열유속 분포를 얻었다. 수직방향 충돌속도가 증가할수록 최대 액막 직경이 증가하고 가열 벽면과 액막 사이에 존재하는 증기막의 두께가 감소하여 열전달 효율이 증가하였다. 액적은 웨버수가 30보다 작은 경우 되튐현상이 발생하였으며, 큰 경우 작은 액적들로 분쇄되어졌다. 충돌속도에 의한 열전달량의 증가 경향이 되튐영역에서 분쇄영역에서 가면서 약화되었으며, 이는 분쇄현상에 의해 유효 열전달 면적의 확대 효과가 저감되었기 때문으로 해석된다.

라디오파 해동기의 해동 및 가열성능 분석 (Frozen Food Thawing and Heat Exchanging Performance Analysis of Radio Frequency Thawing Machine)

  • 김진세;박석호;최동수;최승렬;김용훈;이수장;박천완;한귀정;조병관;박종우
    • 산업식품공학
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    • 제21권1호
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    • pp.57-63
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    • 2017
  • 본 연구는 제작된 27.12 MHz 라디오파 해동기의 성능을 분석하고, 냉동 식재료의 해동 중 열전달 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 라디오파 해동 중 크기에 따른 가열 특성 분석을 위한 한천겔 블록과 식품 및 출력별 해동 속도와 최대가열온도를 분석하기 위하여 일정한 크기의 시료를 $-80^{\circ}C$에 냉동하여 준비하고 각각 50, 100, 200 및 400 W의 라디오파를 가하여 해동을 수행하였다. 그 결과 한천겔은 크기에 관계없이 내외부에서 균등해동이 이루어졌으며, 각 출력별 $-5^{\circ}C$에서 $0^{\circ}C$까지의 상변화 시간은 무에서 30, 26, 13, 8분, 돈육 등심에서 38, 25, 11, 5분, 우둔살에서 23, 17, 11, 6분, 닭 가슴살에서 42, 29, 13, 9분, 참치에서 225, 23, 10, 5분이 소요되었다. 각 식재료에서 라디오파의 출력이 증가할수록 해동속도가 급격히 증가하였지만 상변화 구간에서 지연되어 완전해동까지는 시간이 다소 소요되었으나 효과적으로 균일 해동이 이루어졌다. 해동 이후 최대가열온도는 무, 돈육 등심, 우둔살, 닭 가슴살, 참치에서 50 W는 각각 19.5, 9.2, 21.8, 8.8 및 $16.8^{\circ}C$였으며, 100 W에서 23.5, 15.5, 27.3, 12.3 및 $19^{\circ}C$, 그리고 200 W에서는 42, 26.9, 45.7, 22.1와 $39.4^{\circ}C$, 마지막으로 400 W에서는 48.5, 54.7, 63.6, 57.3과 $44.9^{\circ}C$까지 상승하였다. 출력 증가에 따라 모든 식재료에서 최대가열온도 또한 증가하였지만 냉동 식재료의 수분 및 지방 함량이 라디오파 가열속도 미치는 영향은 나타나지 않았다. 이러한 결과는 제작된 라디오파 해동기가 고출력으로 갈수록 해동효율이 증가하는 반면 해동 후 가열이 일어나기 때문에 이를 제어하기 위한 개선이 필요하며, 라디오파 해동이 냉동 식재료의 해동품질에 미치는 영향에 대한 추가적인 연구 또한 필요할 것으로 판단된다.

쵸크랄스키법에 의한 $Bi_4Ge_3O_{12}$ 단결정 육성에서 온도구배와 회전속도가 미치는 영향 (The influence of temperature gradient and rotation rate on Bi4Ge3O12 crystal growth by czochralski method)

  • 배인국;황진명
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.585-589
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    • 1999
  • 자동직경제어방식이 부착된 쵸크랄스키법에 의해 $Bi_4Ge_3O_{12}$(BGO) 단결정을 육성하기 위해 저항발열식로를 자체설계로 제작하여 사용하였다. 로 내의 온도 구배는 열적구조를 변화하면서 측정하였다. 각각의 변화된 온도구배와 평평한 계면을 갖는 임계 회전속도의 의존성에 대해 연구하였고 또한 저항발열식 가열에서 수직온도구배의 중요성을 지적하였다. 그것은 RF 가열방식을 사용하였을 때 다른 저자들에 의해 얻어진 결과와 비교되었다. 단결정 육성을 위한 최적조건은 다음과 같다. 산소 분위기하에서 2mm/h로 인상속도를 고정하고 성장이 진행함에 따라 회전속도를 30에서 23rpm으로 변화하였고, 수평 및 수직 온도구배는 융액근처에서 각각 50과 $40^{\circ}C$/cm이었고, 조성은 화학양론 조성이었다.

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Na2B4O7·10H2O 열분해 반응속도의 비등온해석 (Non-isothermic Analysis of Reaction Rate for the Thermal Decomposition of Na2B4O7·10H2O)

  • 최호상;박영태;이수각
    • 공업화학
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    • 제8권6호
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    • pp.1029-1033
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    • 1997
  • 본 연구에서는 $Na_2B_4O_7{\cdot}10H_2O$의 열분해 반응계를 이용하여 축열식 열교환기에 적용하기 위한 반응속도의 비등온 해석에 대한 기초연구를 수행하였다. $Na_2B_4O_7{\cdot}10H_2O/Na_2B_4O_7{\cdot}5H_2O$ 계에서 반응의 평형온도가 373K 이하의 저온 온도범위에서 화학축열재로 적합하였으며, 열효율이 일정하여 장시간 사용할 수 있었다. 계 내의 반응 개시온도는 가열속도 증가에 따라 저온 영역에서 고온영역으로 이동하였으며, 수증기 분압의 변화가 있어도 저하되지 않았다. 열분해 탈수반응에 의한 반응속도식의 차수는 0.67차로서 반응의 비등온 해석에 의하여 화학축열재로 사용할 수 있었다.

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혼합폐플라스틱의 열분해로부터 생성된 고분자성분의 열적분해 (Thermal Degradation of High Molecular Components Obtained from Pyrolysis of Mixed Waste Plastics)

  • 오세천;류재훈;곽현;배성열;이경환
    • 공업화학
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    • 제19권2호
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    • pp.191-198
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    • 2008
  • 혼합폐플라스틱의 열분해로부터 얻어진 고분자성분의 열적분해 특성에 대한 연구를 TGA와 GC-MS를 이용하여 수행하였다. 열적분해의 속도론적 연구는 $10{\sim}50^{\circ}C/min$ 사이의 여러 가열속도에서 비등온 질량감소 기술을 이용하여 수행하였으며 활성화 에너지 및 반응차수 등과 같은 속도 상수들에 대한 정보를 얻기 위하여 문헌에 제시된 여러 가지의 속도론 해석 방법을 이용하여 질량감소 곡선 및 그 미분 값을 해석하였다. 또한 회분식 열분해 반응기를 이용하여 반응온도 및 반응시간에 따른 액상 생성물의 수율변화를 고찰하였으며 GC-MS를 이용하여 반응온도의 증가에 따른 액상 생성물의 특성연구를 수행하였다.