• 제목/요약/키워드: 계면유동

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확장 면적을 이용한 안정된 증발 마이크로채널 시스템의 설계 (Design of Stable Evaporative Micro-channel Systems Using Expanding Area)

  • 이희준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권8호
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    • pp.831-838
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    • 2011
  • 마이크로채널 표면의 핵에서 생성된 기포는 물을 작동유체로 이용하는 경우 채널의 좁은 단면적에 의해 압착되어 유동불안정성을 유발한다. 직관 마이크로채널에서 압착된 기포는 관성 유동의 역방향인 채널 상류로 진행한다. 마이크로채널에서 역방향 유동을 없애기 위해 채널 하류의 단면적을 확장시키는 것이 효과적이다. 그 이유는 압착된 기포의 전후단 계면의 표면장력에 의한 압력차이가 계면의 반지름에 역비례해서 자연적으로 기포가 채널 하류로 이동하려는 힘이 발생하기 때문이다. 확장 증발 마이크로채널에서 정적 유동불안정성 모델이 제시되었으며, 실험으로 모델을 검증하였다. 또한, 안정된 확장 시스템을 설계하기 위해 국부 설계 개념을 도입하였다. 검증된 모델과 개념을 바탕으로 안정된 확장 증발 마이크로채널 설계를 성공적으로 수행하였다.

NAPL-물 계면에서 Langmuir형 흡착특성을 보이는 계면추적자(CPC)의 다공성 균질매질내 유동특성 (Transport behavior of a surfactant tracer(CPC) with Langmuir type adsorption isotherm on NAPL-water interface in a homogeneous porous medium)

  • 김헌기;문희수;이상훈
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제6권2호
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    • pp.3-13
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    • 2001
  • 피흡착체에 대하여 곡선형 흡착등온곡선을 가지는 흡착체가 토양내 수용액상에서 이동할 때 직선형 흡착등온곡선을 가지는 흡착체와 다른 유동특성을 보인다는 사실은 널리 알려져 있다. 그러나 실험적으로 이와 같은 특성이 정밀하게 연구된 바는 그리 많지 않으며 특히 NAPLS(Non-Aqueous Phase Liquids)로서 오염된 지역의 NAPLs의 양과 미시적인 분포를 알아내기 위하여 사용되는 수리지질학적 추적자 기법에 대하여는 거의 실험된 바가 없다. 본 연구는 NAPL과 수용액간의 비계면적을 측정하기 위하여 사용되는 양이온계 계면활성제 (계면추적자), cetylpyridinium chloride (CPC)가 미세한 유리구슬로 충진된 스테인레스 컬럼내부를 통과하며 보이는 파과특성을 분석하였다. 유리구슬의 평균직경은 110$\mu\textrm{m}$였으며, 구슬의 표면은 n-decane의 얇은 막으로서 도포되어 있다. CPC는 유동하며 n-decane과 수용액의 계면에 흡착하게 되며, 실험결과 전형적인 Langmuir type의 흡착 특성을 보이는 것으로 나타났다. 앞부분과 뒷부분의 파과곡선은 각기 현저히 다른 양상을 보이며 이는 흡착등온곡선의 비직선적인 성격때문인 것으로 풀이된다. 또한 CPC의 지체상수는 CPC의 농도와 밀접한 함수관계가 있는 것으로 풀이된다. 또한 CPC의 지체상수는 CPC의 농도와 밀접한 함수관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 컬럼에 투입되는 CPC가 pulse input일 때의 지체상수는 pulse input의 파과곡선상 나타나는 최대농도를 input농도로서 사용한 step input시의 지체상수와 일치하였다. 이 결과는 수리지질학적 특성치를 알아내기 위하여 최근 들어 활발히 개발되고 있는 추적자 기법을 적용하는데 있어서 일반적으로 통용되는 가정을 실험적으로 증명하였다는 데 그 의의가 있다.

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$Y_{3-3x}Nd_{3x}Al_5O_12$단결정의 결함 분석 (Defects Characterization of $Y_{3-3x}Nd_{3x}Al_5O_12$ Single Crystals)

  • 유영문;김병호
    • 한국결정학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.67-77
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    • 1994
  • 융액인상법으로 육성된 Y3-3xNd3xAl5O12단결정으로부터 결함을 검출하고 1)광학적 불균질상의 발생원인과 2)금속입자 함유물과 기포의 동반 발생 기구 및 3)core와 facet의 발생기구에 대해 분석하였다. 성장방향에 평행한 박 편을 제조한 후 편광현미경으로 광탄성 효과를 이용하여 결함을 분석하였으며, 결함을 etching한 후 광학적 결함 과 비교하였다. 융액유동의 변동에 의해 부분적인 고액계면의 불안정이 발생되면 부분적으로 성장속도가 크게 증가되어 편재 된 기포가 발생되었다. 반면 조성적 과냉이 발생되면 전체적으로 성장속도가 증가되어 고액계면에 평행하게 균일 분포로 기포가 발생되었다. 이때 기포 발생과 함께 고밀도로 전위가 생성되며 전위의 응력장으로 인해 광학적 불 균질상이 발생되었다. 기상의 IrO2각는 응액속에서 분해되며, 산소가 금속입자의 거친 표면에 부착되어 함께 유동 하면서 입 성장하고, 그 후 기공 또는 고액계면에 포획되는 것이 보다 가능한 금속입자 함유물 발생 기구라고 판단 되었다. Y3-3xNd3xAl5O12단결정에서 core와 facet은 정벽에 의해 발생되며, 고액계면의 접선과 성장방향 간의 각도에 영향을 받았다.

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열교환법 공정에서 고/액 계면의 형태에 미치는 자연대류의 영향 (Effects of natural convection on the melt/solid interface shape in the HEM process)

  • 왕종회;김도현
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.41-46
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    • 1997
  • 열교환법에 의한 결정 성장에서 용융액 내에서의 유동장의 변화와 대류 열전달이 고/액 계면의 형태와 위치에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 비록 도가니 내의 온도분포가 안정한 구조라도 고/액 계면이 반구형태를 가지기 때문에 안정화가 깨어지게 되고, 반경방향 온도 기울기에 의한 용응액 내에서의 자연대류 흐름이 무시할 수 없을 정도로 발생한다. 대류 열전달이 존재하는 경우에 최대 휨도는 대류 열전달이 존재하지 않은 경우에 비해 감소하며, 열교환법에서의 정확한 열전달 공정모사를 위해 대류 열전달이 고려되어야 한다.

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환경친화적 무독성 유.무기 복합안료에 대한 연구 (Development of Nontoxic Organic-Inorganic Complex pigment)

  • 도영웅;권면주;주현규;윤재경;하진욱
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2008년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.339-342
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    • 2008
  • 본 연구는 현재 국내에서 다량 사용되는 중금속 크롬과 납이 포함된 녹색안료를 대체하기 위해 유동층화학기상증착(FB-CVD) 공정을 이용한 환경친화적 무독성 유 무기 복합 녹색안료의 개발을 목표로 하였다. 기초실험으로 여러 가지의 담체 표면특성(SEM)과 성분(EDXS)을 고찰한 결과 1차 실험담체로 CaCO3를 선정하였다, 코팅안료 배합에 있어 다양한 종류의 계면활성제를 처리한 후 제조한 녹색안료의 색상발현 실험을 한 결과 건조상태나 색상발현에서 녹색물질 배합농도에 차이를 보였으나, 음이온계면활성제를 사용한 계면활성제 3이 안료 건조와 색상발현에 가장 적합하였다.

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프레스보드관로에서의 유동대전과 교류전계 인가시의 대전경향 (Static Electrification Caused by Oil Flow in Pressboard Pipe and Charging Tendency under AC Field Application)

  • 권석두;남상천
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제8권6호
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    • pp.56-62
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    • 1994
  • 유동대전 현상을 밝히기 위해 간단한 유순환 장치에 설치된 프레스보드관(pressboard pipe)을 통하여 변압기 유를 순환시키면서 기초적인 실험을 행하였다. 특히, 측정 전극에 교류전계를 인가할 때 이것이 유동대전에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 측정값은 절연유내에 분포된 전하의 분리와 완화에 기초를 둔 이론적 개념으로부터 유도된 공식에 의하여 검토되었다. 유동 대전은 외부에 교류전계를 인가하는 것에 의하여 증가하는 경향을 나타냈으며, 이는 교류전계의 전기력이 계면부근의 절연유내에 분포되어 있는 과잉전하에 영향을 준 결과로 나타난 현상임을 알 수 있었다.

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Polycarboxylate계 콘크리트 유동화제의 합성에 있어서 공중합 조건에 따른 계면물성 변화 및 이의 시멘트 몰탈의 물성에 미치는 영향 (The Effects of the Coplymerization Conditions in Synthesis of Polycarboxylic Type Superplasticizer on Interfacial Properties and on Cement Mortar Fluidity)

  • 김영호
    • 공업화학
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    • 제21권4호
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    • pp.463-468
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    • 2010
  • 콘크리트 유동화제로 사용되는 polycarboxylate 계 콘크리트 유동화제를 합성하였다. 합성에 있어서 친수기인 polyethylene oxide 부가몰 및 분자량에 따른 합성된 유동화제의 물성 및 이의 콘크리트 몰타르에 미치는 영향을 조사하였다. 합성원료로서 methoxy-polyethyleneglycol 및 methacrylic acid의 종류, methacrylic acid 부가량, 개시제 종류 및 양에 따른 graft 공중합 조건에 따라 얻어진 PC의 물성 및 이가 모르타르에 미치는 영향을 조사하였다. 물성으로는 PC 수용액의 계면물성, 시멘트 입자의 젖음성, 몰타르의 유동성 및 최종 콘크리트의 강도 등을 측정하였다. 합성된 PC는 수용액에 대한 표면장력 값이 작을수록 시멘트 입자에 대한 젖음성이 우수할수록 우수한 모르타르 유동성을 보였으며 콘크리트의 강도가 높았다. 본 연구 조건에서는 MPEG 대비 MA 함량이 1.3 정도일 경우 그리고 개시제가 KSP일 경우에 합성된 PC가 가장 적합하였다.

순산소 전로의 증기드럼 내의 3차원 열 유동 해석모델 개발 (Development of Three-dimensional Thermo-fluid Numerical Model for Steam Drum of a Basic Oxygen Furnace)

  • 정수진;문성준;장원준;고순탁;곽호택
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권4호
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    • pp.479-486
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    • 2016
  • 순산소 전로 후드의 일산화탄소와 열회수를 위해서는 고효율의 증기를 발생시키는 증기드럼의 장착이 필요하다. 그러나 제선 제강공정에서 증기발생은 간헐적이거나 주기적인 산소 취입공정기간에 제한적이다. 따라서, 증기드럼은 전로의 주기에 따른 산소의 취련기간 동안 효율적으로 증기를 발생시키도록 최적 설계되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 다양한 운전조건 및 기하학적 형상변화가 증기드럼 내의 열유동 특성과 성능에 미치는 효과를 예측할 수 있는 3차원 전산유체역학 모델을 제안하였다. 본 모델은 유체유동 및 열전달 뿐만 아니라 계면유동에서의 증발 및 응축을 유한체적법을 사용하여 고려하였다. 본 모델의 예측성능을 검증하기 위하여 실험에서 구한 증기발생량과 비교하였으며 3.2%의 상대오차를 보였다.

단열 계면 마찰계수에 대한 준 실험식 (A Semi-Empirical Correlation for an Adiabatic Interfacial Friction Factor)

  • Nam, Ho-Yun;Chun, Moon-Hyun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제26권1호
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    • pp.108-118
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    • 1994
  • 긴 수평관에서 공기와 물의 역성층류시 적용할 수 있는 단열계면 마찰계수에 대한 준 실험식을 개발하였다. 둥근관과 사각관으로 된 단열 역성층류 실험장치를 사용하여 물의 수위 및 공기의 속도를 변화시키면서 일련의 실험을 수행하였다. 수평으로 된 원형 및 사각형 실험관속으로 흐르는 유체의 주요 유동 변수들을 동시에 측정한 실험치들과 계면이 물결파에 의해 거칠어진다는 새로운 개념을 도입하여 성층류영역의 계면마찰 계수에 대한 준 실험식을 개발하였다. 이 해석에는 다른 연구자들의 병류실험치 15개를 포함하여 총 201개의 실험치들을 사용하였다. 이 실험치들과 여기서 제안한 준 실험식의 예측치와 비교하면 오차 범위는 $\pm$30% 정도이다.

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SOI소자 제죠를 위한 ZMR공정의 모델링 (Modelling of ZMR process for fabrication of SOI)

  • 왕종회;김도현
    • 한국결정성장학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.100-108
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    • 1995
  • SOI구조를 얻기 위한 방법의 한가지인 ZMR공정에 있어서 열전달은 계면의 위치와 모양을 결정하는 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 SOI구조를 얻기 위한 ZMR공정중의 열전달 공정을 모사할 수 있는 의사정상상태 2차원 ZMR모델을 수립하였다. 본 모델은 복사, 전도 그리고 대류 열전달을 포함하며, 고/액 계면의 위치를 결정한다. 모델로부터 구한 수치해는 실리콘 기판의 용융부에서의 유동장, 전체 SOR구조에서의 온도장 그리고 실리콘 박막과 기판에서의 고/액 계면의 위치를 포함한다. 여러 공정 변수들의 변화에 따른 온도장과 계면의 형상과 폭의 변화를 알아보았다.

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