• 제목/요약/키워드: 기체주입

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기체상태의 CO2 주입시 주입관내 상변화 및 유동 특성의 수치해석적 연구 : 포항분지 해상 중소규모 CO2 지중저장 사업에 적용 (Numerical Analysis of Phase Behavior and Flow Properties in an Injection Tubing during Gas Phase CO2 Injection : Application of Demonstration-scale Offshore CO2 Storage Project in the Pohang Basin, Korea)

  • 정우동;성원모;한정민;송영수;왕지훈
    • 한국가스학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.10-18
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    • 2021
  • 대수층에 이산화탄소를 저장하는 기술은 높은 저장능력과 경제성 때문에 지구 온난화를 완화하는 가장 효율적인 방법중 하나이다. 포항분지 해상 중소규모 CO2 지중저장 실증은 심부 대수층에 CO2 를 저장하는 사업으로 대규모 CO2 저장에 필요한 실증요소 기술을 개발하고 검증하는데 목적이 있다. 이 사업의 초기 설계 단계에서 도전적으로 직면하는 문제중 하나는 CO2 를 주입하는 주입관에서 주입성을 확보하는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 주입량, 압력, 온도, CO2 의 상변화 및 그에 따른 열역학적인 물성값 등을 계산하여 주입 조건을 계산하였다. 본 연구를 위해 기체 상태의 CO2 를 주입관에 주입하여 기체-액체-초임계 상의 상변화 거동 및 유동 특성의 변화를 OLGA 프로그램을 이용하여 수치해석적으로 분석하였다. 결과를 통하여 CO2 의 주입 시스템과 대수층의 공저압을 연계하는 주입조건을 제시하였다.

마이크로 T자형 합류지점에서 기체 및 액체의 주입 방법이 기포 및 액체 슬러그 생성에 미치는 영향 (Effect of Gas- and Liquid-injection Methods on Formation of Bubble and Liquid Slug at Merging Micro T-junction)

  • 이준경;이치영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권4호
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    • pp.227-236
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    • 2016
  • 본 논문에서는 $600{\times}600{\mu}m$ 사각 마이크로 채널에서 T자형 합류지점에서의 기체 및 액체의 주입방법이 기포 및 액체 슬러그의 생성에 미치는 영향을 실험을 통해 살펴보았다. 실험 유체로는 질소와 물을 사용하였으며, 액체 및 기체 겉보기 속도는 각각 0.05 - 1 m/s, 0.1 - 1 m/s 의 범위로 테일러 유동이 나타나는 구간에서 데이터를 얻었다. 기포 길이, 액체 슬러그 길이, 기포 속도 그리고 기포 생성 빈도를 고속 카메라를 사용하여 이미지 분석을 통해 측정하였다. 유사한 입구 겉보기 속도 조건에서, T-자형 합류지점의 main channel에 기체를 주입하는 방법(T_gas-liquid)이 액체를 주입하는 방법(T_liquid-gas)보다 기포와 액체 슬러그의 길이가 길었고 기포 생성 빈도는 낮았다. 한편, 두 주입방법에서 기포 속도는 유사하게 나타났다. T_liquid-gas 주입방법의 기존 예측 상관식은 T_gas-liquid 주입방법의 기포 길이, 기포 속도, 액체 슬러그 길이, 기포 생성 빈도 실험데이터를 각각 ~24 %, ~9 %, ~39 %, ~55 %로 예측하였다.

폐슬러지 실리콘을 이용한 마이크론 크기의 이산화 실리콘 구형입자 제조

  • 한길진;김영철;장영철;김나랑;주지선
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2004년도 춘계학술대회 발표 논문집
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    • pp.213-216
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    • 2004
  • 폐슬러지 실리콘과 흑연의 혼합물에 물을 주입하고 열처리하여, 마이크론 크기의 이산화 실리콘 구형입자를 제조하였다. 제조된 이산화 실리콘의 직경은 균일하고 약 $1.7\mu\textrm{m}$이다. 탄화 실리콘이 이산화 실리콘 구형입자와 함께 존재하였으며, 그 모양은 휘스커와 다면체였다. 폐슬러지 실리콘과 탄소의 혼합물을 고온에서 열처리하면 일산화 실리콘 기체가 생성된다. 물이 산소의 공급원으로 주입되면 일산화 실리콘 기체는 산소와 반응하여 이산화 실리콘 고체가 형성될 수 있다. 실리콘 공급원으로 일산화 실리콘이 반응기 내에 균일하게 분포하고 물을 주입하여 이산화 실리콘이 형성되는 메커니즘은 액상에서 수산화 실리콘 구형입자를 형성하는 메커니즘과 유사하다.

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Influence of gas mixing ration on secondary electron emission coefficient of MgO single crystal with different orientations and MgO protective layer

  • 임재용
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.234-234
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    • 1999
  • AC-PDP(Plasma Display Panel)에 사용하는 MgO 보호막의 이차전자 방출계수(${\gamma}$)는 AC-PDP의 방전특성을 결정짓는 중요한 요소이다. MgO 보호막의 이차전자 방출계수는 AC-PDP에 주입하는 기체의 종류에 영향을 받는다. 현재 AC-PDP에는 방전특성의 향상과 VUV 발생을 위하여 He, Ne, Ar, Xe 등의 비활성기체를 두가지 혹은 세가지로 혼합한 혼합기체가 사용되고 있다. 기체를 혼합할 경우 Penning 효과에 의해 더 좋은 방전특성을 얻을 수 있는 것으로 알려져 왔으며, 이때의 적절한 혼합비율을 찾는 것은 AC-PDP의 효율 개선에 매우 중요하다. 이번 실험에서는 (111), (100), (110) 각각의 방향으로 배향된 MgO Bulk Crystal과 MgO 보호막의 이차전자방출계수를 He+Ne+Xe 삼원기체를 사용하였다. MgO 보호막은 실제 21inch 규격의 Panel을 사용하였으며, 혼합기체의 혼합비율의 Ne:Xe을 99:1, 98:2, 96:4, 93:7과 He+Ne+Xe의 삼원기체로 다양하게 변화시켜 가며 실험하였다.

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QMS의 이온소스 신뢰성 평가 기술

  • 민관식;차덕준;윤주영;강상우;신용현;김진태
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.168-168
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    • 2011
  • 사중극 질량분석기(Quadrupole Mass Spectrometer, QMS)에서 사용하여 이온소스의 신뢰성을 평가하는 방법으로 약 50 ppm으로 $H_2$ 가스를 Ar 가스에 희석한 혼합기체를 주입하여 MDPP(Minimum Detectable Partial Pressure)를 측정하는 기술을 연구하였다. 수소 이온의 전류와 배경 노이즈의 비율(Signal/Noise)을 극대화하기 위하여 QMS를 튜닝하였고, 튜닝을 여러 번 반복한 결과 약 1 order 이내에서 repeatability를 얻을 수 있었다. 이 MDPP 평가방법을 이용하여 상용 이온소스와 한국표준과학연구원에서 기존 이온소스를 개선한 두 가지 다른 타입의 이온소스를 평가 비교하였고, 이 평가는 진공 챔버를 $2{\times}10^{-9}$ Torr로 배기한 뒤, 혼합된 희석기체를 주입하여 ~$10^{-7}$ Torr를 유지한 상태에서 QMS 200의 신호를 증폭시키기 위해 SEM (Secondary Electron Multiplier)을 사용하여 진행되었다. 사용한 혼합 희석기체는 한국표준과학연구원의 가스표준실에서 제조하였으며, 혼합비의 불확도는 수 ppm이다. 이 희석된 혼합가스를 사용하여 MDPP 값을 비교 분석하여 이온소스의 신뢰성 평가 연구를 하였다.

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역학손상모델을 이용한 1차원 기체 주입 시험 모델링: 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task A Stage 1A (Numerical Modelling of One Dimensional Gas Injection Experiment using Mechanical Damage Model: DECOVALEX-2019 Task A Stage 1A)

  • 이재원;이창수;김건영
    • 터널과지하공간
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    • 제29권4호
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    • pp.262-279
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    • 2019
  • 고준위방사성폐기물처분장의 공학적 방벽에서는 다양한 원인으로 인해 기체가 발생한다. 만약 기체 생성 속도가 기체 확산 속도보다 빠를 경우 기체의 압력이 증가하게 되고, 기체 유입 압력(gas entry pressure)을 넘어서게 되면 기체가 급격히 벤토나이트 완충재를 통과하는 기체 이동 현상(gas migration)이 발생하게 되며 이는 사람과 주변 환경을 방사능에 노출시킬 수 있기 때문에, 공학적 방벽의 장기 건전성 확보 측면에서 기체 이동 현상을 명확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 특히 벤토나이트 완충재와 같이 점토 물질을 다량 함유한 매질에서만 나타나는 매우 중요한 기체 흐름 현상인 팽창 흐름에 대한 수리-역학적 메커니즘을 규명하고, 기체 이동 현상의 정량적 평가를 위한 새로운 수치 해석 기법 개발 및 검증이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 공학적 방벽에서의 기체 이동 현상을 모사하고자 역학 손상 모델 및 손상도를 고려한 2상 유동 모델을 개발하였으며, 일정 체적 경계 조건 하에서의 1차원 기체 주입 시험 모사를 통해 개발된 모델의 적용성을 검토하였다. 수치 해석 결과 공극 수압 및 응력, 기체 유출량이 팽창 흐름 발생 시 급격히 증가하는 현상을 모사할 수 있었다.

능선형상의 유전체 구조를 갖는 AC-PDP의 Xe 함량 변화에 대한 발광특성 (Luminous Characteristics of AC-PDP with Ridged Dielectric Layer in Various Xe Contents)

  • 남문호;김정민;최시영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권8호
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    • pp.25-30
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    • 2004
  • 본 논문에서는 방전유지전극사이에 유전체 공극이 존재하는 능선형상의 상판구조를 제안하였다. 이 구조는 상판의 방전 유지 전극사이 강한 전계를 이용하여 동작전압을 감소시킬 수 있고 이로 인한 Xe의 주입비율을 증가시켜 휘도 및 발광효율을 향상시킬 수 있는 구조이다. 실험에서는 6인치 테스트 패널을 사용하였으며 기체 압력을 450 torr로 유지하면서 Xe 함량을 10 %, 15 %, 20 %, 30 %, 50 %로 변화하여 실험하였다. 실험결과, 10 %의 동일한 Xe 기체를 주입한 결과, 제안된 구조를 적용할 경우, 방전개시전압과 방전유지전압이 각각 79 V, 74 V 감소하였으며 10 %의 Xe을 주입한 일반적인 구조와 50 %의 Xe을 주입한 제안된 구조의 휘도와 발광효율 비교에서 본 논문에서 제안한 구조가 비슷한 구동전압 범위에서 일반적인 구조에 비하여 효율은 50.9 % 향상되었고, 휘도는 33 % 향상됨을 알 수 있었다.

비선형분광간섭을 이용한 여러가지 기체의 비공명 3차 감수율 측정 (Nonlinear Interferometry for Measuring the Nonresonant Third Order Susceptibilities of Gases)

  • 한재원;이은성
    • 한국광학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.473-480
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    • 1994
  • CARS 신호의 비선형 간섭을 이용하여 여러가지 기체의 비공명 3차 감수율을 측정하였다. 알곤 기체를 기중으로 하기 위하여 기준셀에 알곤 기체를 채우고 시료셀에 측정대상 기체를 주입하여 직렬로 배열하였다. 두 기체 셀 사이에 설치된 위상편이장치의 두께를 바꾸어 가면서 두 기체 셀에서 발생한 CARS 신호의 간섭무늬를 측정하였다. 기체의 전체 비공명 감수율의 값은 여러가지 기체에서 구한 간섭무늬의 진폭으로 부터 구하였다. 각 기체에서 전자만의 기여에 의한 비공명 감수율의 크기를 구하기 위하여 기체의 먼 공명 분광선에 의한 기여를 뺐다. 측정된 결과를 다른 연구자들이 구한 결과와 비교하였다. 본 연구에서 측정된 값의 불확정도는 5% 이내이다.

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Influence of N2 gas mixing ratio on secondary electron emission coefficient of MgO single crystal and MgO protective layer

  • 임재용
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.201-201
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    • 2000
  • AC-PDP(Plasma Display Panel)에 사용하는 MgO 보호막의 이차전자 방출계수(${\gamma}$)는 AC-PDP의 방전특성을 결정짓는 중요한 요소이다. MgO 보호막의 이차전자 방출계수는 AC-PDP에 주입하는 기체의 종류에 영향을 받는다. 현재 AC-PDP에는 방전특성의 향상과 VUV 발생을 위하여 He, Ne, Xe 등의 혼합기체가 사용되고 있으며, N 기체를 혼합하여 사용할 경우 더 좋은 발광효율을 얻을 수 있다는 보고가 있다. 이번 실험에서는 (100) 방향으로 배향된 MgO Bulk Crystal과 MgO 보호막의 이차전자방출계수를 ${\gamma}$-FIB 장치로 N2 기체혼합비율에 따라 측정하였다. 혼합기체는 Ne=N2 이원기체를 여러 가지 혼합 비율로 변화시켜가며 실험하였다. MgO 보호막은 실제 21inch 규격의 Panel을 사용하였다.

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