• 설비공학논문집
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• 제16권10호
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• pp.942-951
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• 2004

This paper presents the results of a theoretical study of the effect of radiation during free convective laminar film boiling for methanol/water binary mixtures on an isothermal vertical wall at atmospheric pressure. With the well-known boundary layer theory as a basis, a theoretical model has been formulated into consideration for mass diffusion at liquid phase. The equations are numerically solved by a similarity method to investigate the effects of radiation emissivity on the surface with various parameters such as wall superheat and composition of more volatile component at liquid phase far from the wall. From the results, the distributions of the physical quantifies are investigated in both phases. New correlations are proposed to predict the heat transfer coefficient of binary mixtures. It is shown that the proposed correlations are in good agreement with numerical results and with Bromley's correlation within maximum $11\%$ errors. It is also found that as the wall superheat is increased, radiation effect becomes more important.

• 한국상하수도협회지
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• 통권4호
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• pp.60-65
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• 2003

최근 우리나라에서 수처리(음용수, 오폐수 포함)분야에서 막분리 공정에 대한 관심도가 비등하고 있다. 신기술의 등장은 기존 기술의 보완내지는 대체를 통하여 자동화, 경제성, 처리수질, 제어방식 등에서 큰 변화를 줄것임에 틀림이 없다. 그러나 모든 신기술이 다 그러하지만 막분리기술도 그 정체를 바로알고 현명하게 채택 활용해야지 과도한 기대감이나 불필요한 저항감에서 신기술의 장점을 살리지 못하면 큰 손실이 아닐 수 없다. 본 난에서는 독자들의 수처리용 막분리기술에 대한 이해를 돕기 위하여 앞으로 3회에 걸쳐 1회: 막과 막분리 공정의 기본 설명, 2회: 막과 정수처리, 3회 막과 오/폐수처리의 순으로 연재할 것이다. 독자들의 이해를 돕기위하여 평이한 용어와 문장을 쓰려고 노력하였으며 3회의 연재가 이 기술의 정체를 파악하는데 도움이 되길 기대한다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.29-30
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• 1995

산업폐수는 종종 희석용액 내에 많은 유독성 물질을 함유하고 있다. 산업폐수를 처리하는 분리공정으로 역삼투막과 한외여과와 같은 막분리 기술은 분리 공정이 간단하고 상변화없이 폐수용량을 크게 감소시킬 수 있고 에너지 소모가 작은 장점을 가지고 있어 그 적용이 확산되고 있다. 계면활성제의 흡착성을 이용한 한외여과 막분리는 높은 막투과속도와 계면활성제의 높은 선택성이 결합된 것인데, Sodium Dodecyl Sulfate(SDS)와 같은 계면활성제를 이용하여 폐수로부터 불용성 중금속 이온과 독성의 유기물질을 분리하는 데에 적용할 수 있다. 임계미셀농도(CMC) 이상에서의 농도에서, 60~200 계면활성제 분자들이 거대분자나 미셀을 형성하면서 서로 응집된다. 그러므로 음으로 하전된 미셀과 결합된 금속 음이온은 2,000에서 10,000 범위의 분자량을 가지는데 역삼투막(RO)보다 작은 압력에서 상당히 큰 막투과속도를 가진 한외여과막에 의해 선택적으로 제거될 수 있다 본 연구의 목적은 중공사 한외여과막의 막투과속도에 미치는 인자들의 영향과, 계면활성제의 흡착성을 이용한 중공사 한외여과 막분리계 성능에 미치는 금속의 형태, S/M 몰비등의 효과를 결정하는데 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권7호
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• pp.665-676
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• 2011

본 연구에서는 순수 물에 탄소나노튜브를 분산시킨 나노유체를 작동유체로 하여 $60^{\circ}C$ 에서 정사각형 구리 평면 히터를 이용하여 핵 비등 열전달계수와 임계 열유속을 측정하였다. 탄소나노튜브의 체적비는 0.0001%, 0.001%, 0.01%까지 변화시켜 실험을 수행하였다. 탄소나노튜브는 고분자 물질을 사용하여 분산시키지 않고 탄소나노튜브에 직접 산화처리를 하여 분산시켰다. 실험 결과 나노유체의 열전달계수는 순수 물과 비교해 모든 체적비에서 증가하였다. 산화 처리를 한 탄소나노튜브는 비등이 일어나는 동안 열 경계층 안에서 열전도도가 큰 탄소나노튜브가 침착되지 않고 열전달 표면에 자주 접촉함으로써 열 경계층을 교란시켜 비등 열전달을 촉진시키는 것으로 사료된다. 임계 열유속은 체적비 0.001%에서 순수 물의 결과에 비해 150%까지 증가하였다. 이는 열전달 표면에서 탄소나노튜브가 매우 얇게 침착되어 생긴 나노 막으로 인해 거대한 기포막의 형성이 억제되고 핵 비등이 높은 열유속에서도 지속되어 임계 열유속이 증가하는 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권3호
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• pp.247-255
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• 2004

The cooling characteristic of water-air mixed spray for high water mass flux is not well defined, compared to that of highly pressurized spray. A series of research program was planned to develop the boiling correlation for whole temperature range in case of water-air mixed spray with high water mass flux. The cooling experiments of hot steel surface with initial temperature of 820$^{\circ}C$ were conducted in unsteady state with relatively high water mass flux. A computer program was developed to calculate the heat flux inversely from measured data by three inserted thermocouples. Finally the effects of water and air mass flux on the averaged film boiling heat flux and wetting temperature were studied. In this 1st report, it is found that the boiling curve was similar to that of highly pressurized spray and the decreased slope of heat flux in film boiling region with respect to surface temperature became steep by increasing air mass flux. Also it is shown that, by increasing air mass flux, the averaged heat flux in film boiling region was increased, and then saturated and the wetting temperature was increased, and then decreased. Finally when the heat flux in film boiling region is compared with that of highly pressurized spray, it is known that the cooling is improved by introducing air up to 60%.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권2호
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• pp.279-286
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• 2005

This study presents experimental results on the heat transfer coefficients in the film boiling region of spray cooling for actual metallurgical process. In this study, the heat flux distributions of a two dimensional dilute spray impinging on a hot plate were experimentally investigated. A stainless steel block was cooled down from intial temperature of about $800^{\circ}C$ by twin fluid (air-water) flat spray. It was found from the experimental results that the heat transfer area was classified into the stagnation region and wall-flow region. In the stagnation region, the experimental data of local heat transfer coefficient was closely correlated with the local droplet-flow-rate supplied from the spray nozzle directly. Thus, the local heat transfer coefficients are in good agreement with the predicted values from the correlations proposed by our previous study. In wall-flow region, however, remarkable differences are observed between experimental data and predicted values because the number of rebound droplets increase with increasing the distance from the stagnation point.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권8호
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• pp.927-933
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• 2005

Boiling heat transfer characteristics of liquid nitrogen in a stainless steel plain tube and wire coil inserted tubes were investigated. The test tubes, which had an inner diameter of 10.6 m and a length of 1.65 m, were horizontally located. Five wire coils having different pitch and thickness were inserted into the plain tube. The pitches of the wire coils were 18.4, 27.6, and 36.8 m, and the thickness was 1.5, 2.0, and 2.5 mm respectively. Tests were conducted at a saturation temperature of $-191^{\circ}$, mass fluxes from 58 to 105 kg/$m^2s$, and heat fluxes from 22.5 to 32.7 kw/$m^2$. A direct heating method was used to apply heat to the test section. The boiling heat transfer coefficients of liquid nitrogen were represented as a function of vapor quality, which showed significant drop at the dryout vapor quality. The maximum heat transfer enhancement using the wire coil inserted tubes over the plain tube was $174\%$ for 'Wire 3' having a thickness of 2.5 mm and a pitch of 18.4 mm.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.411-418
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• 1989

본 연구에서는 물 및 물을 주성분으로 하는 NaCl, $Na_{2}$CO$_{3}$, NaOH 등의 비휘발성 수용액을 담금제로 하고 KS M 2172의 열처리유 냉각성능 실험 방법에서 채택하고 있는 은시편(순도 99.9%)을 이용한 표준냉각곡선으로부터 냉각 속도 열전달계수 및 담금강열도 등 담금제의 냉각성능 파라미터를 구하였으며, 각종 담금제의 온도 및 수용액의 농도 변화에 따른 냉각성능을 평가하였다. 그리고 실험에서 채택한 시편 및 담금제를 모델로 하여 축대칭 비정상 열전도방정식을 유한 요소법에 의하여 해석하고 냉각시간에 따른 시편의 온도분포를 계산하여 실험결과와 비교하였다.

• 한국광학회지
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• 제12권6호
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• pp.463-467
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• 2001

본 연구에서는 생체 내부의 압력을 측정하기 위하여 Si를 얇은 막으로 사용한 FFPI(fiber optic Fabry-Perot interferometer) 압력센서를 개발하였다. 얇은 Si 막과 Si 막의 비등방 지지 구조물은 수산화 칼륨 수용액에서의 식각과 미세가공 기술로 제작하였다. 센서의 구조는 두 반사막 사이의 길이가 15mm이며 수직 절단된 센서의 끝단은 두게 50$\mu\textrm{m}$의 얇은 Si막에 연결하였다. 얇은 Si막의 면적이 2$\times$2mm$^2$ 압력센서의 경우 압력감도는 -1.5 degree/kPa였다. 본 연구에서 제작한 압력센서는 80kpa의 압력 범위 내에서 압력 증가에 따라 비교적 선형적인 위상변화를 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.443-443
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• 2010

액체 표면을 전극으로 하는 플라즈마 방전은 생물학적 살균, 분해 처리 등에 필요한 UV 및 화학적 활성종의 생성에 유리하여 널리 활용되고 있다. 하지만 그 특성 등에 관한 연구는 액체막의 유동 및 기하학적 구조 상 진단의 제한으로 인하여 아직 미비한 상태이다. 전해질 내 방전은 전극 표면의 기포 막 에 인가되고 그 두께에 따라 변한다. 따라서 본 연구에서는 액상 전해질의 인가 전압 및 점성도를 독립적으로 조절하여 기포 막 크기와 인가 전력간의 관계와 이에 따른 전해질 내 플라즈마의 특성이 음극 글로우 방전임을 밝혔다. 실험에서는 전기 전도도 1.6-3.2 S/m의 NaCl 수용액 전해질에 양극성 전극을 삽입하고 350 kHz의 전압을 인가하여 플라즈마를 발생하였다. 인가된 전압은 230 - 280 V이며 전해질의 점성도는 젤라틴을 첨가하여 1E-4-1.1 kg/m${\times}$sec로 조절하였다. 기포 막의 두께 및 변화는 고속카메라를 통하여 관측하였으며 인가되는 전압 및 전류는 고전압 프로브와 전류 프로브를 통하여 관찰하였다. 기포 막은 전극표면에서 막 비등을 통하여 발생됨을 밝혔다. 인가 전력과 손실 열에너지간의 비율에 따라 기포막은 수축과 확장의 진동을 반복하였으며 전기 유체적 모델을 통하여 기포 막의 동적 거동에 따른 플라즈마에 인가된 전력의 변화를 정량적으로 분석할 수 있었다. 기포 막의 평균적인 두께는 인가 전압과 비례하여 약 $150\;{\mu}m$에서 $200\;{\mu}m$로 증가하였으며 진폭은 점성의 증가 시 약 $50\;{\mu}m$에서 $20\;{\mu}m$로 감소하였다. 순간적인 플라즈마 인가 전력은 평균적인 두께에 따른 평균적인 두께에 대해서는 15 - 20 W의 변화를 보였으나 진폭의 감소 시 17 - 70 W의 보다 큰 폭으로 증가하였다. 이를 통하여 점성도가 큰 조건에서 기포 막의 확장이 억제되어 방전이 유지됨을 알 수 있었다.