• 한국항공우주학회지
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• 제41권10호
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• pp.796-804
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• 2013

연소 및 추진 기관 공학 교육 과정의 일부로써 간단한 형태의 열기관인 감자총 (Potato Gun)의 제작, 시험 및 해석을 수행하였다. 정적 연소실의 화학 평형 해석을 이용하여 연소실의 압력을 계산하고, 팽창과정의 열역학 해석을 통하여 열에너지의 운동에너지로 변환되는 내탄도 과정을 계산하였다. 공기역학적 지식을 도입한 구형 탄도 궤적 해석을 통하여 비행거리를 추정할 수 있었으며, 이를 통하여 감자총의 에너지 변환 효율 및 혼합기의 당량비를 추정하였다. 본 과제는 재활용 자재를 이용하여 학부 수준에서 열-유체역학공학 지식을 활용하여 실습하고 학생들의 관심을 유발할 수 있는 적당한 예로 여겨진다.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.186-190
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• 2009

본 연구는 수소제조를 위한 디메틸에테르 수증기 개질반응에 대한 열역학적 특성 분석을 목적으로 한다. 이를 위하여 온도(300~1500 K), 반응물 조성비(Steam/Carbon ratio = 1~7), 압력(1, 5, 10 기압) 등의 다양한 반응조건을 변화시키면서 열역학적 평형조성 및 효율 등을 조사하였다. 주어진 조건하에서 흡열반응인 개질반응과 발열반응인 수성가스 전환반응 및 메탄화반응간 경쟁특성을 확인하였으며, 반응온도 400 K를 지나면서 수소발생이 관찰되어 550 K를 지나면서 급격한 발생량의 증가를 확인하였다. 반응물 가운데 수증기의 비율을 증가시킬 경우 수성가스 전환반응이 촉진되어 일산화탄소 저감 및 수소발생 증가 거동을 나타내었다. 결과적으로 열역학적 효율감소를 최소화 하면서 수소발생량을 극대화 할 수 있는 조건은 반응온도 900 K 및 수증기 대 탄소간 비율이 3.0 이내의 범위에 해당하는 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.22-27
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• 2014

$CF_4$와 $C_2F_6$의 압력이 20.7 kPa 이하일 경우, 활성탄에의 평형흡착량을 여러 온도(293.15-333.15 K)에서 실험적으로 조사하였다. 실험데이터가 가장 잘 맞을 수 있도록 1차층 흡착으로 Langmuir모델을 쓰고 그 다음 단계에는 Freundlich 물리흡착을 이용하는 이단계모델을 제안한다. 1단계에 대한 흡착엔탈피를 구하기 위해 실험데이터의 최초기울기를 이용하였고, Clausius-Clapeyron식을 사용함으로써 2단계에 대한 흡착엔탈피를 구하였다. $CF_4$의 경우 1, 2단계의 흡착엔탈피는 각각 25.9와 11.8 kJ/mol이고, $C_2F_6$의 경우는 38.7과 38.2 kJ/mol이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.31-37
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• 2017

본 연구는 오존 방식 선박평형수 처리의 주요 장치인 기체-액체 이젝터에 대하여 구동 노즐의 유입부에 회전 운동 유도 장치에 의해 발생되는 구동 유체의 회전 운동이 이젝터 효율에 미치는 영향에 관한 연구이다. 먼저 배압에 따른 이젝터의 각 포트별 압력과 흡입 유량을 확인하기 위하여 실험 장치를 구성하고, 회전 운동이 없는 이젝터에 대한 실험 수행 및 데이터를 획득한다. 실험의 데이터를 바탕으로 격자 사이즈 비교를 통해 기체-액체 이젝터에 적합한 유한요소모델을 선정하였으며, 도출된 CFD 모델을 이용하여 구동 유체의 회전 운동이 이젝터의 흡입 효율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 이를 바탕으로 이젝터의 흡입 유량을 높이기 위하여, 메타 모델을 이용한 크리깅 기법을 사용하여 회전 유도 장치의 내부 형상 인자인 전체 길이 l, 내부 직경 d, 날개 개수 n에 대한 구조 최적화를 수행한다. 최적화된 회전 유도 장치를 적용한 결과 구동 유체의 회전 운동이 없는 이젝터에 비해 이젝터 효율이 약 3% 가량 개선됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4635-4642
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• 2013

화력발전소로부터 배출되는 이산화탄소를 분리하기 위하여 급수가 다른 아민을 혼합한 개선 흡수제를 개발하고자 하였다. 급수가 다른 1, 2, 3급 아민을 혼합한 후 이산화탄소 부분압에 따른 이산화탄소 흡수능을 조사하였다. 동일한 압력에서 이산화탄소 흡수능은 3DMA1P 30wt%>3DMA1P 27wt%+MEA 3wt%>3DMA1P 27wt%+DEA 3wt% 순으로 나타내었으며, 이는 3급인 3DMA1P에 2급인 DEA보다는 1급인 MEA를 혼합하는 것이 우수한 흡수능을 보이고 있다. 따라서 흡수능이 우수한 3급 아민에 흡수속도를 높이기 위하여 1급 아민을 혼합하는 것이 유리함을 알 수 있다. 최종적으로 준경험 기액 평형모델을 이용하여 실험 결과를 계산한 결과 실험치와 잘 일치하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.47-53
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• 2015

이론성능해석을 통하여 메탄/산소 이원추진제 소형로켓엔진의 형상설계에 필요한 설계인자들을 도출하였다. 로켓엔진의 이론성능 분석을 위해 CEA를 이용하였고, 추력실 내부의 화학반응을 화학평형 상태로 가정하여 엔진의 형상설계에 필요한 최적의 추진제 혼합비, 특성길이, 최적 팽창비 등을 도출하였다. 인젝터의 경우, 미립화 성능이 우수하고, 다른 인젝터 형상에 비해 연소효율이 높은 스월 동축 인젝터를 설계하였다. 노즐형상은 80%의 길이를 갖는 벨형 노즐을 설계하였고, 추력실 내부압력 1.72 MPa, 총 추진제 질량유량 0.18 kg/s, O/F ratio 2.7일 때의 지상연소시험용 로켓엔진의 형상설계 결과를 제시한다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.348-356
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• 2018

분자전산 모사 방법에 의하여 슬릿 기공과 무작위 에칭 흑연(randomly etched graphite, REG) 기공을 가지는 탄소계 흡착제에서 산소, 질소 그리고 아르곤에 대한 흡착 평형을 계산 하였다. 흡착량 계산에서 흡착제와 흡착질의 신뢰할 만한 모델은 공업적 흡착 분리 공정의 정확한 설계에 매우 중요하다. $5.6{\AA}$의 가장 작은 물리적 기공 크기에서 오직 산소만이 기공의 중심에 흡착하였으며, $5.9{\AA}$부터 질소와 아르곤이 흡착을 시작하였다. 균일한 표면을 가지는 슬릿기공이 결함 기공의 불용 부피와 접근이 불가능한 부피로 인하여 표면에 이질성을 가지는 REG 기공보다 더 높은 흡착 능력을 보였다. 탄소계 흡착제의 경우 질소보다 산소가 높은 흡착량을 보였으며, 기공이 큰 경우 산소와 아르곤의 흡착량은 동일함을 보였다. 298 K에서 흡착 등온선 계산으로부터 압력이 증가할수록 질소에 대한 산소의 흡착량의 비율이 높아짐을 보였다.

• 자원환경지질
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• 제20권1호
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• pp.35-60
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• 1987

한국(韓國)에 분포(分布)하는 지질시대(地質時代)와 공간(空間)을 달리하는 대표적(代表的)인 15개(個)의 화강암체(花崗岩體)를 대상(對象)으로 광물(鑛物) 및 주(主) 미량(微量) 원소(元素) 지화학적(地化學的) 특징(特徵)을 밝히고 암석성인(岩石成因)과 지체구조진화(地體構造進化)와 연관시켜 연구(硏究)하였다. 그 암석지화학적(岩石地化學的) 특징(特徵)을 바탕으로 선(先)캄브리아기(紀) 화강암(花崗岩), 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)(cratonic과 mobile belt)와 백악기(白堊紀)~제삼기(第三紀) 화강암(花崗岩)으로 구분(區分)된다. 선(先)캄브리아기(紀) 화강편마암(花崗片麻岩)(I-형(型) 및 티탄철석계열(鐵石系列))은 지화학적(地化學的)으로 진화(進化)된 화강암류(花崗岩類)가 변성작용(變成作用)을 받아서 형성(形成)되었으며, 선(先)캄브리아기(紀) 화강암(花崗岩)(S-형(型) 및 티탄철석계열(鐵石系列))은 퇴적기원(堆積起源)의 변성암류(變成岩類)가 부분용융(部分熔融)되어 생성(生成)된 것으로 사료(思料)된다. 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)(S-형(型) 및 티탄 철석계열(鐵石系列))은 주(主)로 하부지각(下部地殼)의 변성퇴적암(變成堆積岩)이 부분용융(部分熔融)되어 형성(形成)되었다. 또한, 백악기화강암(白堊紀花崗岩)(I-형(型) 및 자철석계열(磁鐵石系列))은 하부지각(下部地殼) 또는 상부(上部)맨틀의 화성원암류(火成源岩類)로부터 생성(生成)된 마그마의 분별(分別) 결정작용(結晶作用)으로 결정화(結晶化)되었음이 밝혀졌다. 퍼다이트질(質) 알카리장석(長石)의 용리(溶離)(exsolution)에 의(依)한 지질온도계(地質溫度計)는 선(先)캄브리아기(紀) 및 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)은 각(各) 암체내(岩體內) 그 온도변화폭(溫度變化幅)이 작으며(${\pm}20{\sim}30^{\circ}C$), 약(約) 3~5kbar의 가상압력하(假想壓力下)에서 $315{\sim}430^{\circ}C$의 낮은 온도조건(溫度條件)에서 화학적(化學的) 평형(平衡)을 이룬것으로 나타났다. 이는 화강암관입시(花崗岩貫入時) 주위모암(母岩)들은 광역변성작용(廣域變成作用)과 같은 열류량(熱流量)이 높은 영역하(下)에 있었으며, 그 후(後) 모암(母岩)은 화강암(花崗岩)과 함께 천천히 냉각(冷却)되었기 때문인 것으로 생각된다. 그러나, 백악기(白堊紀) 화강암(花崗岩)들은 각(各) 암체(岩體)마다 1~3kbar 압력하(壓力下)에서 $520^{\circ}C$의 온도(溫度)에서 평형(平衡)을 이루었으며 그 변화폭(變化幅)(${\pm}110^{\circ}C$)이 크다는 것으로 밝혀졌는데, 이는 친(親)마그마가 지표(地表)가까운 천처(淺處)까지 관입(貫入)하여 급속(急速)히 결정화(結晶化)되었음을 시사(示唆)한다. 장석(長石)이 정출(晶出)될때의 산소분압(酸素分壓)은 옥천변성대(沃川變成帶)에 분포(分布)하는 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)이 가장 낮고, 경상분지(慶尙盆地)의 백악기(白堊紀) 화강암(花崗岩)에서 높은 것으로 밝혀졌다. 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)(Hercyno-형(型))은 큐라-퍼시픽(Kula-Pacific)판(板)이 빠른속도(速度)로 북서(北西)쪽으로 밀려와서 대륙간분지(大陸間盆地)(Intracontinental basin)인 옥천분지(沃川盆地)가 closing-collision으로 지각하부(地殼下部)의 부분용융(部分熔融)에 의(依)하여 형성(形成)된 마그마(Wet magma)로 부터 형성(形成)된 후(後) 주위 모암(母岩)과 함께 융기(隆起)되었다. 백악기(白堊紀) 화강암(花崗岩)(Andino-형(型))은 큐라-퍼시픽 해영(海嶺)의 Subduction에 의(依)하여 생성(生成)된 마그마(Dry magma)가 구조적(構造的) 약선대(弱線帶)를 따라 빠른 속도(速度)로 지각천처(地殼淺處)까지 관입(貫入)되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제37권1호
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• pp.17-30
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• 1978

이태리포푸라재(材)의 건조(乾燥)의 한 방안(方案)으로서 열판건조(熱板乾燥)를 실시(實施)하여 건조중(乾燥中) 판재(板材)의 내부온도(內部溫度), 판재(板材)의 내부온도별(內部溫度別)에 따른 판재(板材)두께, 초기함수율(初期含水率), 말기함수율(末期含水率)과 건조시간(乾燥時間)의 관계(關係), 건조중(乾燥中) 함수율(含水率)과 건조속도(乾燥速度), 수축율(收縮率)과 복원율(復元率), 그리고 열판건조재(熱板乾燥材)의 생재비중(生材比重), 평형함수율(平衡含水率), 경단방향(徑斷方向) 전수축율(全收縮率) 등(等)을 조사(調査)하고 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 판재(板材)의 내부온도(內部溫度)는 건조초기(乾燥初期)에 급격히 상승(上昇)해서 15분(分) 동안 거의 일정(一定)하게 유지된 다음 서서히 상승(上昇)하였다. plateau temperature는 $114{\sim}119^{\circ}C$이었다. 2. 판재(板材)의 내부온도별(內部溫度別)에 있어서 판재(板材)의 건조시간(乾燥時間)(y)와 판재(板材)두께($x_1$), 초기함수율(初期含水率)($x_2$), 말기함수율(末期含水率)($x_3$) 사이에 관계식(關係式)은 다음과 같다. 3. 열판건조(熱板乾燥)의 건조시간(乾燥時間)(t)에 대(對)한 건조중(乾燥中) 함수율(含水率)(u)의 관계(關係)는 log u=4.658-0.060t(R=-0.990)이고, 건조속도(乾燥速度)(r)의 관계(關係)는 log r= -2.797-0.049t(R= -0.992)의 곡선(曲線)으로 각각(各各) 나타났다. 그리고 천연건조중(天然乾燥中) 함수율(含水率)과 건조속도(乾燥速度)는 그림 2 와 같다. 4. 열판건조중(熱板乾燥中) 건조시간(乾燥時間)(t) 에 대(對)한 판재(板材)두께 (y) 수축율(收縮率)의 관계(關係)는 log y= l.933+038t(R=0.927)이고, 판재복(板材福) 팽창율(膨脹率)(y)의 관계(關係)는 $y=-0.692+0.043t-0.001t^2(R=0.984)$의 곡선(曲綠)으로 각각(各各) 나타났다. 5. 말기함수율(末期含水率) 2%까지 건조시(乾燥時)에 열판(熱板)의 압력별(壓力別) 따른 두께 수축율(收縮率)은 압력(壓力) 높아질 수록 커졌으나 폭수축율(幅收縮率)과 두께 복원율(復元率)은 35psi에서 가장 컸다. 6. 열판건조재(熱板乾燥材)의 생재비중(生材比重)은 천연건조재(天然乾燥材)의 것보다 25% 증가하였으며, 평형함수율(平衡含水率)은 24% 감소하였고, 열판건조재(熱板乾燥材)의 항수축율(抗收縮率)은 27.7%이었다.

• 암석학회지
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• 제25권1호
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• pp.39-50
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• 2016

제주도 현무암에 산출되는 첨정석 페리도타이트 포획암에 $CO_2$-유체포유물이 포획되어 있다. 이 $CO_2$-유체포유물들은 규칙적인 결정면으로 둘러싸여 있으며 세립의 네오블라스트 결정에는 일차포유물로, 조립의 반상쇄성에는 이차포유물로 산출된다. 냉각/가열 실험에서 $CO_2$-유체포유물의 삼중점은 $-57.1^{\circ}C$(${\pm}0.9^{\circ}C$)로서 대체로 균질하다. 이는 이 $CO_2$-유체포유물들이 거의 순수하게 $CO_2$로 이루어져 있음을 의미한다. 그러나 균질화 온도는 $-39^{\circ}C$(${\rho}=1.12g/cm^{3)}$)에서 $23^{\circ}C$(${\rho}=0.82g/cm^{3)}$)로 넓은 범위에 걸쳐 나타나며, 이는 많은 유체포유물이 포획된 이후 재평형 되어졌음을 반영한다. 일차/이차포유물과 균질화온도 사이에 체계적인 차이는 없다. 가장 낮은 균질화온도(즉, 가장 높은 밀도)를 보이는 유체포유물에서 계산된 포획 압력은 ${\approx}0.9GPa$이다. 제주 페리도타이트와 $CO_2$-유체포유물의 조직적 특성과 낮은 균질화 온도는 $CO_2$-유체가 맨틀기원의 유체로서 상부 맨틀암석권에서 페리도타이트의 재결정화 작용 동안 존재하던 유체로 해석된다. $CO_2$-유체의 포획은 제주 페리도타이트의 진화과정에서 후기의 사건이며, 상부맨틀 암석권의 상부(천부)에서 일어났음을 지시하고 있다.