가압으로 운전되는 삼상슬러리 기포탑에서 기포 체류량과 압력강하를 목적함수로하여 기포탑의 설계 및 scale-up을 위한 수력학적 similarity를 고찰하였다. 또한, 본 연구에서 선택한 각 실험변수가 기포탑의 직경변화에 따라 기포탑 내 기포 체류량에 미치는 영향을 분석하였다. 슬러리 기포탑에서 기체체류량 및 압력강하의 결정에 영향을 미치는 주요 인자로써 기체유속($U_G$), 연속 슬러리 상의 점도(${\mu}_{SL,eff}$) 및 표면장력(${\rho}_{SL}$), 운전압력의 변화에 따라 변화하는 기체상의 밀도(${\rho}_G$)와 슬러리 밀도(${\rho}_{SL}$)의 차($\rho_{SL}$-${\rho}_G$), 기포탑 내부에서 단위길이 당 압력강하(${\Delta}P/L$), 기포탑의 직경(D) 그리고 기포탑에서 다상흐름에 작용하는 중력의 영향을 고려하기 위해 중력가속도(g) 등을 선정하였다. 선정된 7개의 슬러리 기포탑의 수력학적 특성에 영향을 미치는 파라메타들과 3개의 기본차원들로부터 차원해석에 의해 수력학적 특성을 지배하는 4개의 무차원 군을 도출하였다. 도출된 무차원 군인 레이놀즈 수, 프라우드 수 그리고 웨버 수 등이 기포탑에서 기포체류량에 미치는 영향을 검토하였다. 기포탑 내부에서의 압력강하와 기체 체류량 등을 무차원 군의 상관식으로부터 효과적으로 예측할 수 있었다. 본 연구의 결과는 가압슬러리 기포탑의 설계 및 scale-up 등에 매우 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 멸균 방법 중 하나인 수력학적 공동현상을 이용한 살균처리로 인한 우유의 비타민, 무기질 및 지방 함량에 대한 영향을 조사하고자 한다. 비타민(vitamin A, vitamin $B_2$),무기질(Ca, P, Mg, Zn) 및 조지방 함량을 식품의약품안전처의 축산물 가공기준 및 성분규격 실험법에 따라 측정하였다. Vitamin A는 처리 후 약 23% 감소하였고, vitamin $B_2$는 약 19% 감소하였다. 무기질의 경우, 처리 전후의 함량 차이가 거의 보이지 않았다. 또한 P는 2 mg/100g, Mg은 0.1 mg/100g의 함량 차이를 보였다. 우유의 조지방 함량은 처리 전 3.46%, 처리 후 3.41%로 차이가 거의 나타나지 않았다. 수력학적 공동현상 처리 시 우유의 비타민과 무기질 함량을 변화시키지 않아 기존 살균 방법을 대체할 수 있는 가능성을 보여주었다. 따라서 기존 가열 살균처리 시 발생하는 이화학적 특성 및 품질의 변화를 강조하고, 우수한 품질의 우유를 공급하기 위하여 수력학적 공동현상 살균처리에 대한 명확하고 체계적인 연구가 더 이루어져야할 것으로 보인다.
나노 사이즈의 Ni 입자 ink를 제조하고 이를 전기수력학 인쇄공정에 적용하기 위하여 잉크의 유변학적 특성 및 최적 물성 발현을 위한 인쇄공정에 대한 연구를 진행하였다. Ni 잉크의 점도 및 증발거동 조절을 통해 전기수력학 인쇄공정을 최적화 하는 연구를 수행하였다. Ni 나노입자 잉크의 초기 점도가 낮고 인쇄성이 확보되지 않아 잉크내 응집성을 향상시켜주기 위한 다양한 additive들을 선정하여 전기수력학에 적합한 잉크 물성 확보에 비중을 두고 실험을 진행 하였다. 터비스캔을 사용하여 제조된 잉크 안정성에 대한 연구를 진행하였다. 다양한 인쇄공정 변수의 최적화를 통해 미세선폭 (< 20 um)이 가능한 전기수력학 인쇄공정을 확립하였다.
난류혼합율에 대한 예측은 원자로의 노심 열수력 설계에 있어 매우 중요한 일이다. 봉다발 구조에서 난류혼합의 주요 원인으로 지목되고 있는 유동액동(flow pulsation) 현상에 대한 척도평가(scale analysis)틀 통해 봉다발 유동장을 흐르는 저 Prandtl 수 유채에 대판 난류혼합율 평가식을 유도하였다. 난류혼합에 기여하는 인자가 분자운동, 등방성 난류운동(유동맥동 효과률 배제한 난류운동), 그리고 유동맥동의 세 부분으로 구성되어 있다고 가정하고, 각각에 대한 길이 및 속도척도를 평가하여 난류혼합율을 유도하였다. 평가식에는 P/D, Re수 P${\gamma}$ 수 등의 인자가 고려되어 있어 다양한 기하학적, 수력학적 조건과 유체의 물리적 특성이 반영되어 있다. 유도원 난류혼합율 평가식을 실험 상관식과 비교하였으며, 비교 결과 만족스러운 것으로 나타났다.
본 실험연구에서는 정상유동상태에서 새롭게 설계된 자가팽창성 그래프트 스텐트의 수력학적 성능을 평가하고자 하였다. 코팅 재질이 다른 두 개의 그래프트 스텐트와 한 개의 타이티놀 금속스텐트가 실험에 사용되었으며, 유량이 가자 5, 10, 15 1/min에서 스텐트 전후에서의 압력변화 및 속도분포를 측정하였다. 스텐트 삽입에 의한 압력손실은 유량이 증가함에 지수적으로 증가하였다. 특히 15 1/min의 유량에서 다공성 PTFE 그래프트 스텐트와 TiNi 금속스텐트의 압력손실은 거의 동일하나 PU 그래프트 스텐트는 약 6배 이상의 현저한 증가를 보이고 있다. 스텐트 후류에서의 속도분포는 다공성 PTFE 그래프트 스텐트와 TiNi 금속스텐트는 유량에 관계없이 유사한 형태를 보여주고 있다. 그러나, PU 그래프트 스텐트에서는 특히 유량이 10 1/min 이상에서 속도분포가 비대칭적이고 관 중심에서의 상대적인 낮은 유속을 보여주고 있으며, 결과적으로 벽면전단응력 및 수직응력의 증가론 초래하고 있다. 이와같이 PU 그래프트 스텐트의 상대적으로 낮은 수력학적 성능은 스텐트가 보다 작은 관에 삽입되었을때 코팅재질의 낮은 유연성으로 인하여 스텐트의 표면에 주름이 발생하여 유동단면이 비대칭적으로 되고 벽면의 조도가 증가하며, 관벽과 스텐트와 틈새가 존재하여 제트류가 형성되기 때문으로 해석된다.
Hydraulic mounts show strong1y frequency-dependent stiffness and damping characteristics in low frequency range, which result from so called inertia track dynamics. A lumped mass has been incorporated in several mechanical models of the literature to take the inertia effect of the fluid in the track into consideration. Although complex s%illness by the mechanical model showed good agreements with the measured values, there exists a critical pitfall. In this paper, the shortcomings of mechanical models with lumped mass for hydraulic founts are clearly identified by illustrating actual measurements of the stiffness parameters for a hydraulic mount. It is conclusively discussed that the inertia effect of the fluid flow through the circular track is significant but latent. As an alternative to the mechanical model, a hydraulic model is claimed to be used for further dynamic analysis of engine/mount system or whole car system.
Among many other alternative energy resources, small scale hydropower has been brought into attention as a reliable source of energy today, which had been relatively neglected since 1960s. Present low head of Francis turbines and small scale hydroturbines, however, have limitations in the minimum required head and flow rate for efficient operation. This study attempts to develope the Francis turbine which is expected to run efficiently even in very low head and small flow rate, so that the limitations on the conventional small scale hydropower could alleviated and competition with other alternative energy sources in the changable design conditions could attained. The Francis turbine of a new concept was designed based on changable design conditions, hydrodynamics and theory of power transmission. The result of the study shows that two stages runner is more efficient, cheaper in construction, faster responding, and easier maintaining than single stage runner of Francis turbine
FCC (Fluid Catalystic Cracking) 장치는 중질유의 원유와 잔사유로부터 가솔린과 heating oil. 디젤연료 제조 등에 사용되고 있다. 이 장치는 50년 동안 fine-powder 유동화에 중요하게 응용되고 있으며, 현재 세계적으로 약 350여 개의 장치가 조업되고 있다. FCC 장치에서 미세한 분해촉매는 촉매에 의한 중질유의 분해가 일어나는 상승관 (riser)과 촉매의 재생이 일어나는 재생반응기(regenerator) 사이에서 높은 속도로 순환되고 있다. (중략)
The Kaplan turbine model has been tested and analyzed. The blade angle and the guide vane opening of the turbine model were designed to be varied according to the best combination of guide vane and runner blade opening. When the changes in head and output were comparatively large, the efficiency drop were small, so the efficiency characteristics and stability of the entire operating condition were maintained in good condition. These results showed that the developed model in this study will be suitable for small hydro power stations with large changes in head and load.
향류식 역삼투공정이란 일정 농도 이상의 용존염 및 에탄올 용액 농축시 막약단의 삼투압차가 크게 증가되므로 유효 압력차를 유지하려면 적용 압력을 높여야 하는 역삼투 분리공정의 단점을 해결하기 위해 개발된 공정으로, 막하부 쪽에 고농도의 용액을 흘려보내 막 양측의 삼투압차를 감소키며 외부에서 가해주어야 하는 수력학적 압력을 낮게한 상태에서도 역삼투 공정을 진행할 수 있도록 한 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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