• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.49-52
• /
• 2009

과산화수소 단일추진제 추력기의 설계인자에 따른 펄스 응답속도에 대한 연구를 실험적으로 수행하였다. 서로 다른 다섯 개의 50 Newton 급 추력기를 이용하여 인젝터 분사 방향/균일도, 반응기 세장비, 매니폴더 및 챔버부피의 변화에 따른 응답속도를 측정하였으며, 가압압력에 따른 차이 또한 살펴보았다. 그 결과 다른 요소에 비해 반응기 세장비 및 매니폴더 부피가 응답속도에 직접적인 관련이 있었다. 또한 반응기 직경/길이비가 증가하여 압력 손실이 크거나 반응챔버의 압력이 낮게 형성되는 경우 압력 불안정성이 나타났다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.587-592
• /
• 1999

압력측정시스템은 입각기동안 동적압력분포를 성공적으로 측정할 수 있으나 하중수용기-중간입각기, 말기입각기-전유각기의 전환기들에 대해서는 운동분석시스템을 사용하지않고는 정확한 정의가 불가능하다. 따라서 저자들은 수평자유보행 시 압력중심의 이동을 이해하기 위해서 정상적인 발을 가진 20-30대 성인남자 78명을 대상으로 동작분석과발바닥 압력측정을 동시에 수행하였다. 결과로 하중반응기-중간입각기 전환시기의 발바닥 압력중심점은 후족부와 중족부의 경계선에서 앞쪽으로 1.9$\pm$1.5frame(32$\pm$24msec)에 위치하였으며 말기입각기-전유각기 전환시기에는 중족골두 최대 압력점의 앞쪽으로 2.3$\pm$2.0 frame(38$\pm$33msec)에 위치하였다. 정상수평보행에 있어서 최초접지 순간 압력중심은 전방으로 빠르게 이동하다가 바로 급속히 감소하여 하중반응기-중간입각기의 전환시기에는 작은 속도로 이동하였다. 압력중심의 이동속도는 그 후 다시 서서히 증가하다가 전체 보행주기의 25% 전후에서 서서히 감소하여 비교적 일정하다가 말기입각기-전유각기의 전환시점에서 다시 급격한 증가를 보였다. 족부질환과 보행특성을 판단하는데 있어서 압력중심의 이동궤적은 매우 유용한 인자가 될 것으로 기대된다. 본 연구를 통해서 압력측정시스템만으로는 정의할 수 없었던 두 전환기인 하중반응기-중간입각기, 말기입각기-전유각기를 결정할 수있게 되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.39.1-39.1
• /
• 2009

본 실험은 연성과 광 투명도가 뛰어난 아크릴 (PMMA) 과 폴리카보네이트 (Polycabonate) 기판의 축전 결합형 플라즈마 (CCP) 건식 식각 연구에 관한 것이다. 특히 식각 반응기 내부의 압력 변화에 따른 두 기판의 건식 식각 특성 분석에 초점을 맞추었다. 실험에 사용된 기판은 두께 1mm의 아크릴 (PMMA) 과 폴리카보네이트 (Polycabonate)를 $1.5\times1.5\;cm^2$로 절단하여 Photo-lithography 공정을 통하여 감광제 (Photo-resist)로 패턴하였다. 식각 반응기 내부에 패턴 된 아크릴(PMMA) 과 폴리카보네이트 (Polycabonate)를 넣은 후 반응기 내부 진공 상태로 만들었다. 그 후 5 sccm $O_2$ 가스를 유량조절기 (Mass flow controller)를 통하여 식각 반응기 내부로 유입하여 실험을 하였다. 이때 식각 공정 변수는 식각 반응기 내부 압력과 샘플 척 파워이다. 특성평가 항목은 식각 후 기판 (Substrate)의 식각율 (Etch rate), 식각 선택비 (Selectivity) 그리고 기판 표면 거칠기 (RMS roughness)이다. 실험 결과는 표면 단차 분석기(Surface profiler)를 이용하여 기판 (Substrate)의 표면을 분석 하였다. 또한 OES (Optical Emission Spectroscopy) 를 이용하여 식각 중 내부 플라즈마의 상태를 분석하였다. 본 실험 결과에 따르면 5 sccm $O_2$ 가스와 100 W 척 파워를 고정한 후 반응기 내부의 압력을 25 mTorr에서 180 mTorr까지 변화시켜 실험한 결과 40 mTorr의 반응기 내부 압력에서 실험 자료 중 가장 높은 식각율로 아크릴 (PMMA)은 $0.46\;{\mu}m/min$, 폴리카보네이트 (Polycabonate)는 $0.28\;{\mu}m/min$의 결과를 얻었다. 또한 이 자료를 바탕으로 5 sccm $O_2$ 가스와 반응기 내부 압력을 40 mTorr로 고정시키고 RIE 척 파워를 25 W에서 150 W로 증가시켰을 때 아크릴 (PMMA)의 식각율은 $0.15\;{\mu}m/min$에서 $0.72\;{\mu}m/min$까지 증가하였고, 폴리카보네이트 (Polycabonate) 의 식각율은 $0.1\;{\mu}m/min$에서 $0.36\;{\mu}m/min$까지 증가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.117-120
• /
• 2011

소형 추력기의 반응기 설계에 영향을 주는 인자를 실험을 통해 확인하였다. 소형 추력기의 경우 압력 센서 포트를 통한 촉매의 유실이 발생할 수 있으므로 벽면 메쉬를 삽입하여 유실을 방지하였다. 실험결과 메쉬에 의한 성능 저하는 없었으며, 안정적인 질량유량의 공급이 추력기의 안정성에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 반응기에서 급격한 압력저하가 발생할 경우 이는 바로 성능에 반영되므로 이러한 압력 저하를 최소화해야 안정적인 성능을 확보할 수 있다. 반응기 후단의 디스트리뷰터는 원형과 십자형 중 보다 안정적인 성능을 보이면서 구조적으로 견고한 십자형이 더 적합한 것으로 실험 결과 나타났다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제41권9호
• /
• pp.703-708
• /
• 2004

앞선 논문 분말의 제조에서 정립한 $\alpha$-Si$_3$N$_4$ 분말의 제조를 위한 최적의 조성에서 반응 혼합물의 양에 따른 압력 및 생성물의 변화를 관찰하였다. 5L 반응기 내에서 반응 혼합물의 양이 100g일 때 필요한 최저 $N_2$ 압력은 60atm이었다. 그러나 반응 혼합물의 양이 200g 이상일 때부터 반응기 내부의 압력 증가로 인해 반응은 완료될 수 없었으며, 혼합물이 증가할수록 반응율은 직선적으로 감소하였다. 반응물의 양이 증가할수록 최초 반응기 내부의 $N_2$압력을 감소시킴으로써 반응을 완료시킬 수 있었으며, 500g일 때 초기 $N_2$ 압력을 약 20atm까지 감소시킴으로써 반응은 완료될 수 있었다. 반응이 중간에 멈추는 원인은 반응기 내부의 압력 증가로 인해 기화되지 못한 채 혼합물 안에 존재한 NH$_4$Cl때문인 것으로 밝혀졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권1호
• /
• pp.116-124
• /
• 2022

교대로 운전되는 광촉매반응기 공정, 및 바이오필터 공정(전통적 바이오필터(L 반응기)와 두 개의 유닛(unit)을 가지는 개선된 바이오필터시스템(R 반응기))로 구성된 통합처리시스템에서, 에탄올과 황화수소를 동시 함유한 폐가스 처리를 수행하는데 발생하는 공정 당 압력강하(△p)와 바이오필터 공정의 미생물 population 분포를 관찰하였다. 교대로 운전되는 광촉매 반응기의 △p는, 바이오필터의 △p와 비교할 때에 무시할 정도로 작게 관찰되었다. L 반응기의 △p는, 통합처리시스템의 운전 중에 계속 증가하여 4.0~5.0 mmH₂O (i.e., 5.0~6.25 mmH₂O/m)로 증가하였다. 한편 R 반응기의 경우에서는 L 반응기의 △p의 약 16~20% 이하인 작은 △p를 나타내었다. 본 연구에서 적용한 공극율이 큰 폐타이어 담체 등의 바이오필터 담체 및 R 반응기 설계의 적용이, 목재 칩(wood chip)과 목재 바크(wood bark)의 50 대 50인 혼합물을 바이오필터 담체로 사용한 전통적 바이오필터의 보고된 압력강하 값의 각각 37~50%와 40~53% 만큼 압력강하 저감에 공헌하였다고 분석되었다. 또한 본 연구의 R 반응기 운전에서 압력강하 값이, 공극율이 큰 화산석(scoria)과 compost를 75 대 25로 혼합한 복합 담체를 충전한 전통적 바이오필터의 보고된 압력강하 값보다 약 80%만큼 저감된 결과는 주로 R 반응기 설계의 적용에 기인하였다고 해석되었다. 한편, 통합처리시스템에서 바이오필터 담체의 microbial population 분포로서 L 반응기 및 R 반응기의 담체 내 미생물 콜로니 수 비교에서는 L 반응기가 제일 밑단에서 다른 윗 단의 콜로니 수보다 거의 두 배로 증가하였으나; R 반응기의 경우는 R_dn 반응기와 R_up 반응기 각각의 상단과 하단에서 고르게 분포하였고 L 반응기보다 콜로니 수가 평균적으로 약 50% 정도 더 컸다. 이러한 현상은 R 반응기의 상단과 하단의 함수율이 50-55%의 고른 분포를 보인 것에 기인하였다. 따라서 개선된 바이오필터시스템이 전통적 바이오필터보다 △p와 미생물 population 분포에서 더욱 우수한 특성을 보였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
• /
• pp.1237-1240
• /
• 2010

본 연구에서는 유동층반응기를 이용하여 왕겨의 탄화반응을 수행하였다. 탄화반응은 내경 40mm, 높이 1.8m의 유동층을 사용하였으며, 분산판은 다공성 스테인레스스틸을 사용하였다. 탄화반응은 질소를 이용하여 수행하였다. 왕겨 주입입자 크기는 직경 2.0mm, 0.715mm, 0.359mm, 0.194mm를 각각 사용하였으며, 유동층의 온도는 $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $700^{\circ}C$에서 탄화특성을 측정하였다. 또한 유동층의 매질로는 직경 1.0mm의 Co-Mo-Fe/$Al_2O_3$ 촉매를 사용하였으며, 탄화물은 유동층상부에 설치된 사이크론에 의하여 포집분리되었다. 탄화시 유동층 내부의 현상을 압력요동을 이용하여 해석하였으며, 압력신호로부터 평균압력, 압력요동의 표준편차, 주진동수, power spectrum density function을 계산하여 층내현상을 해석하였다. 층내온도, 유동화속도, 공급 입자크기에 따른 층내현상을 압력요동특성치를 이용하여 해석할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권2호
• /
• pp.307-312
• /
• 2020

최근 대기압이하 진공 압력 상태에서 운전되는 유동층 반응기는 진공건조 공정이나 플라즈마 화학증착과 같이 감압 유동화가 요구되기에 관심이 증대되어 왔다. 그러나 대기압 이하에서 운전되는 유동층의 수력학적 특성 연구는 많이 연구되지 않았다. 본 연구에서는 대기압 이하에서 운전하는 유동층의 압력강하를 층내 압력을 1.33 에서 101.3kPa 까지 변화시키며 측정하였다. 유동층의 운전 압력이 진공인 상태에서는 최소유동화속도가 압력이 감소함에 따라 증가하며, 이는 기체 밀도와 평균 자유경로 변화와 같은 slip 흐름에 의한 변화이다. 또한 기존의 상압 상태에서 운전되는 유동층의 최소유동화속도 상관식과 비교함으로써 압력 감소에 따른 slip 흐름의 영향 뚜렷하게 나타남을 가리키는 임계 Knudsen 수를 결정하였다. 이로부터 slip 흐름이 주도하기 시작하는 임계 압력을 실험적으로 결정하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.16-23
• /
• 2004

현재 많은 연구가 진행되고 있는 막반응기를 이용한 수소 생산기술은 열역학적 평형의 한계(thermodynamic equilibrium limit)를 뛰어 넘는 생산성을 얻을 수 있음과 동시에 생산되는 수소를 별다른 과정이나 장치 없이 분리할 수 있다는 점에서 경제적으로 매우 기대되는 공정이다. 메탄의 개질반응에서 생성되는 합성가스에 수증기를 첨가하면 널리 알려진 수성가스전환반응이 이루어진다. 이 반응은 수소 생산 공정에 사용되는 주요 반응 중 하나이다. 본 연구에서는 새롭게 제안된 cell을 이용한 해석 기법을 통해 막반응기를 모사하여 막을 이용하지 않은 반응기의 모사 결과와 비교 분석하였으며, 막반응기의 우수성을 검증해 보았다. 막을 사용하지 않은 반응기에서 압력의 영향에 따른 반응속도의 변화는 수성가스전환반응에서 무시할 수 있을 만큼 작았다. 막반응기에서 튜브 측(tube side)의 압력은 높을수록, 쉘 측(shell side)의 압력은 낮을수록 CO의 전환율이 좋았다. 낮은 온도에서 반응의 속도가 낮았으며, 온도가 증가함에 따라 점차 증가하여 600$\pm$30K에서 최대의 CO전환율을 가졌으며 더 증가하면 열역학적 평형의 감소로 인하여 점차 감소하였다. Cell을 이용한 막반응기 모델은 미분방정식을 이용한 모델보다 간단하게 모사를 할 수 있었으며, 신뢰할만한 모사 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권6호
• /
• pp.381-387
• /
• 2017

수소화붕소나트륨은 안정적으로 수소가 저장된 물질이며, 촉매반응으로 수소를 용이하게 분리할 수 있다. 본 연구에서는 탈수소 반응률을 높이기 위해 비표면적이 큰 마이크로 pin fin 화학반응기를 제작하여 수소화붕소나트륨 수용액의 압력강하 및 탈수소 화학반응 실험을 수행하였다. 나노공정을 이용하여 실리콘웨이퍼에 높이 $300{\mu}m$, 직경 $50{\mu}m$의 pin fin을 축간격 1.3, 횡간격 1.5으로 엇갈림 배열하였다. 수소화붕소나트륨 수용액은 5~20 wt.% 농도로 Re수 1~60으로 공급되었으며, 초고속카메라를 이용하여 탈수소반응 유동양상을 관찰하였다. 실험 결과 마이크로 pin fin 화학반응기는 동일 수력학적직경을 가지는 직관 마이크로채널 화학반응기보다 화학반응 성능이 2.45배 우수한 반면, 압력강하는 1.5배 증가하였다.