• 에너지공학
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• 제18권4호
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• pp.258-263
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• 2009

고농도의 페수처리를 위한 분사식 환형회로 반응조(Jet Loop Reactor)는 폭기조 내에 분사 노즐을 장착하여 기질과 주위 박테리아 사이의 산소전달을 촉진시키는 최신 설계기법이다. 본 연구에서는 분사식 환형회로 반응조의 최적 설계를 위해 이상제트 유동을 해석하였다. 반응조 내에서 폐수의 원활한 순환을 위해 요구되는 노즐 출구에서의 최소 속도가 존재하고 또한 유도관의 최적 위치와 직경의 크기에 따른 순환정도를 분석 하였다. 공기입자의 크기가 작을수록 반응조 내의 혼합효과가 증가하는 것을 알았고 이상 유동내의 난류유동과 혼합특성의 관계를 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.41-48
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• 2004

선박 기관실의 고정식 소화장치로 사용되는 $CO_2 $ 소화장치의 소화효과에 영향을 미칠 수 있는 인자 중 분사노즐위치를 변화시켜 이산화탄소 소화제 전달특성에 대한 전산모이실험을 3차원 비정상상태로 수행하였다. 노즐위치에 따라 유동장과 $CO_2$ 소화제 농도장을 계산하였다 소화제 분사노즐을 공간의 천장 중앙에 매치 한 경우, 천장에 형성되는 대칭 천장 제트가 대칭면에서 서로 부딪혀 저농도 하향 유동을 발생시켜 분사주위에는 규정농도 이하의 농도분포를 형성시킨다. 벽의 모서리에서는 소화제질량전달이 촉진되는 경향으로 인해 농도곡선은 모서리 부근에서 피크를 나타낸다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.174-174
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• 2008

초음파를 이용하여 액체 연료를 분사하면 균일한 입경과 미립화가 우수하며 에너지 절약과 공해방지등을 할 수 있다. 또한 유속과 유량에 관계없이 이용할 수 있어 반도체 분야의 웨이퍼와 평판 표시기상에 사진 석판용 화학물질의 균일도포 컴퓨터 하드 디스크의 광택제 도포등에 사용할 수 있다. 이처럼 초저의 유출 용량을 요구하는 모든 공정 및 액체연료의 분사가 요구되는 모든 산업에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 현제까지 주로 사용되고 있는 초음파노즐의 액츄에이터는 단판액츄에이터형로 높은 교류전압을 인가해주어야 하는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 해결하기 위해 적층액츄에이터형을 사용하여 초음파 노즐 구동하면 낮은 교류 입력전압에서도 단판액츄에이터형 초음파 노즐과 같은 특성을 가질 수 있다. 또한 초음파 노즐의 구동시 기계적인 진동을 이용하므로 많은 열을 발생시켜 노즐의 온도가 상승하여 세라믹 액츄에이터에도 그 영향을 미치게 되어 열적 열화 현상이 일어날 수 있기에 높은 큐리온도를 가지는 액츄에이터가 필요하다. 본 실험에서는 $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.02}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.12}(Zr_{0.50}Ti_{0.50})_{0.86}O_3$ 조성을 사용하여 $900^{\circ}C$의 저온에서 액상 소결하여 적층혈액츄에이터를 제작하였으며 압전 및 유전 특성을 조사하였다. 제작된 초음파노즐을 구동하기 위해서는 약 36kHz의 30V이상의 교류입력전압 할 수 있는 구동회로가 필요로 한다. 압전액츄에이터의 구동을 위해서는 정확한 정현파 입력이 필요 없다. 압전액츄에이터의 특성상 유사 정현파 입력 만으로도 임피던스 매칭이 이루어지기 때문에 설계가 쉽고 간편한 Push-Pull 방식을 이용한 PWM인버터를 사용하였고 인버터의 출력 주파수를 34~38kHz까지 가변 할 수 있게 설계하였다. 제작된 적층액츄에이터형 초음파 노즐을 PWM인버터로 실제 액체 연료인 경유를 분사하였을 때의 액츄에이터의 온도 변화에 따른 공진주파수와 온도 의존성, 전기적 특성을 조사하고 미립화 분사되는 경유의 미립자 크기 및 최대 분사량을 조사 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.19-28
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• 2017

본 연구에서는 원형 노즐과 타원형 노즐을 이용하여 공동현상과 수력튀김 현상이 유동특성에 어떠한 영향을 미치는지 파악하고자 하였다. 이를 위해 오리피스 길이 대 직경비(L/d)와 타원형 노즐의 종횡비(a/b)가 서로 다른 분사기들을 제작하여 분무실험을 수행하였다. 분사압력 증가에 따라 공동현상이 발생할 경우 유량계수가 서서히 감소하였으나 수력튀김 영역에서는 유량계수가 급격히 떨어진 후 일정한 값을 유지함을 확인하였다. 하지만 타원형 노즐에서 장축지름(a)과 단축지름(b) 대비 오리피스 길이의 비인 L/b가 8 이상, L/a가 8 이하인 경우, 유량계수 및 액체제트 형상은 기존의 원형 노즐과는 상당히 다른 결과를 나타내었다. 정상유동 상태인 경우 타원형 노즐에서 분사된 액주는 원형 노즐과는 달리 하류로 가면서 장축에서는 분무각이 감소하였으며 단축에서는 분무각이 커지는 모습을 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.28-39
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• 2022

배기플룸 주위에 물을 분사할 경우 배기플룸에서 방출되는 장파장 적외선에 대한 특성을 알기 위하여 실험적인 방법으로 연구를 수행하였다. 배기플룸을 생성하기 위하여 마이크로 제트엔진을 사용하였으며, 배기노즐 주위에 8개의 물 분사노즐을 배치하였다. 물을 배기플룸과 평행하게 분사하여 배기플룸을 감싸거나, 또는 배기플룸 내에 물을 분사하는 두 가지 분사각도를 적용하였다. 장파장 적외선 신호 측정결과 물을 배기플룸과 평행하게 분사할 경우 물 분사유량에 따라 적외선 신호는 감소되었다. 배기플룸 내에 물을 분사할 경우, 적외선 신호는 배기플룸만 분사하는 경우보다 오히려 큰 값을 나타내는 것으로 측정되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.44-53
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• 2006

선박에 설치되는 고정식 $CO_2$ 소화장치의 구성요소 중 하나인 $CO_2$ 소화제분사노즐의 분사각과 분사속도가 유동 및 $CO_2$ 농도분포특성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 전산모의실험을 2차원 비정상상태로 수행하였다. 유동장과 $CO_2$ 소화제 농도장을 계산하여 분석하였다. 소화제 분사노즐의 조건에 따라 유동형태의 상이성을 확인할 수 있었으며, 모든 소화제 분사노즐조건에서 와류가 형성되는 영역으로부터 주위로 등농도선대가 확장됨을 알 수 있었다. 소화제 분사노즐각에 따라 계산영역의 밑바닥면을 따르는 벽면제트기류의 강도가 다르게 나타났고, 등농도선대가 확장 또는 축소됨을 예측 가능하였다. $CO_2$ 소화제 분사유량을 일정하게 유지한 상태에서 소화제 분사속도를 증가시키는 것이 감소시키는 것 보다 더 높은 $CO_2$ 등농도선대가 밑바닥면 상에 형성될 것으로 예측되었다.

• 기계와재료
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• 제24권2호
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• pp.48-61
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• 2012

NOx 저감방법으로 여러 가지 방법들이 존재하며 연구되고 있다. 그중 Urea-SCR은 적용가능한 온도범위가 넓고 우수한 저감효율을 보여 자동차엔진의 NOx 저감장치로 많은 연구가 진행되어 왔다. Urea-SCR은 고체 Urea의 열 해리반응으로 생성되는 암모니아가스와 NOx 와의 화학반응으로 제거하는 것이 목적이다. NOx저감효율에 직접적인 영향을 주는 변수에는 분사노즐의 분무특성, 배기관내 분사위치, 요소수의 유량제어 등 여러 가지가 존재한다. 따라서 본문에서는 여러 가지 분사노즐, 유량제어방법, 배기가스 물성치 및 관내 유동특성 등에 대해 소개하고 Urea-SCR시스템 적용가능성을 언급하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권8호
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• pp.641-648
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• 2016

본 연구에서는 수치해석 모델을 기반으로 초음속 막냉각 유동에서 분사 노즐 형상이 냉각성능에 미치는 영향을 분석한다. 노즐의 형상 변수로는 막냉각 노즐의 상부벽면 내외부경사각과 노즐 팁 두께가 고려된다. 해석결과를 통해서, 노즐 상부벽면의 내부경사각이 증가할수록 유량은 감소하지만 유량감소율 대비 막냉각효과 감소는 상대적으로 적음을 확인할 수 있다. 그리고 노즐 상부벽면의 외부경사각과 노즐 팁 두께는 대체적으로 크기가 증가할수록 막냉각 성능을 감소시키지만, 충격파와 막냉각 유동의 간섭이 발생하는 국부적인 영역에서는 냉각성능을 향상시킨다. 이와 같은 해석은 상용소프트웨어인 ANSYS Fluent V15.0을 활용하며, CFD 해석모델은 선행연구의 실험결과와 비교를 통하여 검증된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권9호
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• pp.898-906
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• 2008

본 연구에 적용된 터빈은 2단으로 구성되며, 첫 번째 단에는 축류형 터빈이 적용되고 두 번째 단에는 반경류형 터빈이 적용되었다. 축류형 터빈에서 동익의 평균반경은 70mm 이며, 반경류형 터빈의 외경은 입구에서 68mm였다. 실험에서 반경류형 터빈의 경우에는 두 개의 다른 형태가 적용되었으며, 최적의 설계변수를 확인하기 위하여 노즐의 각도를 3가지로 변경하면서 실험을 수행하였다. 터빈의 형상에 따른 성능평가를 위하여 총비토오크를 기준으로 비교하였다. 실험의 결과에서 낮은 부분분사에서 작동하면서 고토오크를 얻기 위한 소형터빈의 성능에는 노즐 각도가 가장 중요한 설계변수임을 보여주었다. 부분분사율이 3.4%이면서 노즐의 분사각도가 $75^{\circ}$인 경우에 두 번째 단에 반경류형 터빈을 장착하였을 때 총비토오크는 13%향상하는 결과를 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.735-743
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• 2011

본 연구에서는 직선형 터빈 캐스케이드 장치를 이용하여 분사영역으로 진입하고 퇴각하는 익형의 허브, 평균반경, 팁에 형성되는 표면에서의 압력을 정상상태에서 측정하였다. 익형은 축류형으로 코드가 200mm이며, 분사 노즐은 단면은 사각형으로 그 크기는 $200mm{\times}200mm$이다. 실험은 코드 기준으로 레이놀즈수 $3{\times}10^5$에서 수행되었다. 탈설계 성능을 측정하기 위하여 노즐의 설치각을 $58^{\circ}$, $65^{\circ}$와 $72^{\circ}$로 변경하면서, 노즐의 설치각 변화에 대한 익형에서 표면압 변화의 특성을 파악하였다. 또한 현절비를 1.25, 1.38, 1.67로 변경하면서 현절비 변화에 대한 익형의 표면압 변화를 측정하였다. 실험의 결과에서 익형이 분사영역으로 진입할 때 현절비가 적을수록 흡입면에서는 표면압력의 감소가 발생되었고 낮은 노즐설치각인 경우에는 역회전방향의 힘이 형성되었다. 아울러 양의 입사각으로 익형이 분사영역으로 진입할 때 흡입면의 앞부분에 낮은 압력이 형성되었다.