• Title/Summary/Keyword: 액적크기 분포

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The Comparison of Spray Characteristics between FOOF and FOF Injectors used in Liquid Rockets (액체로켓용 FOOF와 FOF 인젝터의 분무특성 비교)

  • 임병직;정기훈;윤영빈
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.7 no.2
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    • pp.1-6
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    • 2003
  • Triplet(FOF or OFO) injectors are commonly applied to liquid rockets which use LOX and hydrocarbon propellants. The FOF type injector has been known to have an advantage for the although to show lower combustion performance as compared by the OFO type. However, a large disparity between oxidizer and fuel orifice diameters of the FOF type injector may reduce both the combustion efficiency and stability so that as FOOF split triplet injector which splits a single oxidizer orifice into double orifices was designed. In the present study, spray characteristics of the FOOF injector were investigated and compared with those of the FOF injector undo. cold flow conditions. Mass distributions of oxidizer and fuel for both injectors were measured by using a PLLIF (Planar Liquid Laser Induced Fluorescence)technique, and each drop size was also measured by using an instantaneous photographic method. From the experimental results, we found out that FOOF shows more stable mixing efficiencies than the FOF. As for the drop size of both oxidizer and fuel, there was not a large difference between two injector types.

Spray Characteristics on Impingement Angle Variation and Mixture ratio of Impinging Injectors (충돌각과 혼합비 변화에 따른 충돌형 분사기의 분무특성에 관한 연구)

  • Gang, Sin Jae;Song, Beom Geun;Song, Gi Jeong;Lee, Jeong Gyu
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.5
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    • pp.72-79
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    • 2003
  • Spray characteristics were investigated by impinging F-O-O-F type injector with varying the impingement angle through 15, 20 and 30 degree and the mixture ratio(O/F ratio) from 1.5 to 3.0. Experimental results show that the correlation between dispersion and impingement angle is not influenced of the mixture ratio variation, but which has influence on number density, and there is a linear correlation between dispersion and impingement angle. Velocity distribution, standard deviation and SMD of droplets are decreased as the impingement angle increases. Also, it was confirmed that the distribution of droplet size are in accordance with Rosin-Rammler and Upper-limit distribution.

Spray Visualization Using Laser Diagnostics (레이저를 이용한 분무 가시화)

  • 윤영빈
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 2005.04a
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    • pp.87-112
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    • 2005
  • 분무를 정량적으로 측정하는 것은 노즐의 설계와 개발을 위해서 뿐만 아니라 연소 시스템 전반의 효율 및 불안정성의 제거, 공해 저감 등의 요구 조건을 만족하기 위해서 중요하다. 이를 위해 이전에는 분무장 내에 수집관을 삽입하는 기계적 패터네이터(Mechanical Patternator)와 같은 삽입식 측정 방식을 이용하여 왔으나, 최근에는 고속카메라, Malvern particle analyzer, PDPA, 광학 패터네이터(Optical Patternator)와 같은 분무장을 교란시키지 않으면서도 빠른 측정이 가능한 가시화 기술들이 적용되고 있다. 특히 광학 패터네이터는 레이저 평면광을 이용하여 분무를 측정하는 비삽입식 기술로 단시간 내에 분무장 내 액체 연료의 질량 및 액적 크기의 단면 분포를 동시에 얻어낼 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 분무 액적들의 수밀도가 증가하는 경우에는 이들 액적에 의한 입사광 및 신호 감쇠, 다중산란 등에 의한 오차가 심하게 발생하여, 기존의 PDPA, PLIF 등의 광학 기법으로는 충분히 신뢰할 만한 결과를 얻기가 어렵게 된다. 이러한 분무를 정량적으로 측정하기 위해서는 입사광의 감쇠뿐만 아니라 분무장 내 액적들에 의한 신호의 감쇠 과정에 대한 고려가 필요하다. 주면 액적들의 영향을 최소한으로 줄이기 위해서는 레이저 평면광을 사용하는 광학 패터네이터와 달리 레이저 광선을 분무장에 조사하여 고압에서 나타날 수 있는 다중 산란에 의한 오차를 최소화할 수 있다. 이러한 이미지 처리 기법을 이용하는 광학 선형 패터네이터(Optical Line Patternator)를 이용하여 기존 레이저 계측기법으로 측정이 곤란하였던 고압 환경 하에서의 스월 동축형 인젝터의 분무 특성을 해석할 수가 있다. 2015(년도) 6,388, 2025(년도) 13,367, 2035(년도) 18,756, 2045(년도) 22,595, 시장점유율 증가로 인한 수출액 증가분 누적(억원) : 2015(년도) 3,411, 2025(년도) 8,847, 2035(년도) 14,433, 2045(년도) 18,005 또한 시나리오 비교평가를 실시하여 본 결과, 본 연구에서 정의한 순편익 누적(Cumulative Net Profit) 변수를 적용하면 현재 연구비 추세 대비 $30\%$ 까지 연구비를 증가 시키는 것이 효율적임을 알 수 있었다.성, 생산 용이성, 제품 디자인의 우수한 정도가 a=0.01 수준 하에서 유의적으로 추정되었다. 이들 변수들 중에서 품질경쟁력에 가장 큰 영향을 미치는 측정변수는 제품의 기본 성능, 수명(내구성), 신뢰성, 제품 디자인의 순서로 추정되었다. 이것은 한국 제조업이 아직 산업 디자인이 품질경쟁력에 크게 영향을 미치는 성숙단계에 이르지 못하였음을 의미한다. (2) 제품 디자인에게 영향을 끼치는 유의적인 변수는 연구개발력, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TPM, 6Sigma 운동, QC 등)이며, 제품 디자인은 우선 품질경쟁력을 높여 간접적으로 고객만족과 고객 충성을 유발하는 것으로 추정되었다. 상기의 분석결과로부터, 본 연구는 다음과 같은 정책적 함의를 도출하였다. 첫째, 신상품 개발과 혁신을 위한 포괄적인 연구개발 프로젝트를 품질 경쟁력의 주요 결정요인(제품의 기본성능, 신뢰성, 수명(내구성) 및 제품 디자인)과 연계하여 추진해야 할 것이다. 둘째, 기업은 디자인 경영 마인드 제고와 디자인 전문인력 양성을, 대학은 디자인 현장 업무를 통하여 창의력 증진과 기획 및 마케팅 능력 교육을, 정부는 디자

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이류체 노즐을 이용한 FPD 세정시스템 및 공정개발에 대한 연구

  • Kim, Min-Su;Kim, Hyeok-Min;Gang, Bong-Gyun;Lee, Seung-Ho;Jo, Byeong-Jun;Jeong, Ji-Hyeon;Park, Jin-Gu
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.58.2-58.2
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    • 2010
  • FPD (Flat Panel Display) 제조 공정에서 사용되는 패턴은 수 ${\mu}m$ 수준까지 감소하였으며, FPD의 크기는 급격하게 대형화 되여 현재 8세대(2200mm*2500mm)에 이르고 있다. 이에 따라, $1\;{\mu}m$ 이상의 크기를 갖는 오염입자에 의한 수율 저하를 극복하기 위한 세정효율의 향상 및 다량의 초순수 사용에 따른 폐수 발생으로 인한 환경오염, 또한 장비의 크기에 따른 공간 효용성 감소와 이에 따른 공정 비용의 증가 등의 어려움에 직면하고 있다. 따라서, 현장에서는 고효율, 저비용의 세정 공정 기술 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하고자 이류체 노즐 세정 장치와, 화학액 린스를 위한 초순수 Spray, 건조 공정에 해당하는 Air-knife, Halogen lamp로 구성된 소형화 된 고속 FPD(Flat Panel Display) 세정기에 대한 연구를 진행 하였다. 이류체 노즐은 초순수와 $N_2$ 가스를 내부에서 혼합하여 액적(Droplet)을 형성하여 고압으로 분사시키는 장치로서 화학액을 사용하지 않고 물리적인 방법으로 오염입자를 제거한다. Spray는 유기 오염입자 제거를 위한 오존수의 린스 공정을 위해 설치 하였다. 세정 후 표면에 남아있는 기판의 액막(water film)은 고압의 가스를 분사하는 Air-knife를 통해 제거하였으며, 고속 공정시 발생할 수 있는 Air-knife에서 제거하지 못한 잔류 액막을 Halogen lamp를 사용하여 효과적으로 제거함으로써, 물반점(water mark) 없는 건조 공정을 얻을 수 있었다. 실험에는 미세 입자의 정량적인 측정을 위하여 유리 기판 대신에 6인치 실리콘 웨이퍼(P-type (100))를 사용하였으며, > $\;1{\mu}m$ 실리카 입자를 스핀방식을 사용하여 정량적으로 균일하게 오염하였으며, 오염물의 개수 및 분포는 파티클 스캐너 (Surfscan 6200, KLA-Tancor, USA)를 사용하여 분포 및 개수를 정량적으로 측정 하였다. 이류체 노즐은 $N_2$ 가스의 압력과 초순수의 압력을 변화시켜 측정하여, 각각 0.20 MPa, 0.01 MPa에서 최적의 세정 결과를 얻을 수 있었으며, 건조 효율은 Air-Knife의 입사 각도와 건조면 간격, 할로겐 램프의 온도를 조절 하여 최적의 조건을 얻을 수 있었다.

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A numerical analysis and experimental study on the prediction of spray characteristics (분무특성 예측을 위한 이론적 접근과 실험적 연구)

  • Yoon, S.J.;Cho, D.J.
    • Journal of ILASS-Korea
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    • v.3 no.2
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    • pp.1-13
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    • 1998
  • A theoretical and experimental study was carried out to predict the drop size distribution of the pressure swirl atomizer. Various analytical methods using the Kelvin-Helmholtz instability theory were tried to examine the wave growth on cylindrical liquid sheets. Cylinderical liquid sheets were extended to the case with the conical sheets. Perturbations due to tangential motion as well as longitudinal one were taken into account. And it was assumed that the breakup occurs when amplitude ratio exceeds exp(12), drop sizes were predicted only by theoretical approach. Drop size distribution was obtained by using maximum entropy formalism. Seven constraints in the form of the definition of mean diameter were used in this formulation in order to avoid the difficulties of estimating source terms. In this study $D_{10}$ only was introduced into the formulation as a constraint. The predicted drop size and drop size distribution agreed well with the measured data.

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A Study on the Development of One-Dimensional Time - Dependent Cumulus Cloud Model (액적의 크기 분포를 고려한 일차원 적운 모델의 개발에 관한 연구)

  • 곽노혁;김이호;홍민선
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • v.6 no.2
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    • pp.176-182
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    • 1990
  • A one dimensional cumulus cloud model has been developed to investigate the size distribution of hydrometeors at different heights and at different stages of cloud development. The model results show that the exponential distribution of droplet radius that was employed by many investigators can misinterpret the cloud dynamic fields during the life cycle of cumulus cloud. The results also show the bimodal distribution of cloud water mixing ratios at 25 $\mu$m and 645 $\mu$m in radius at 45 minutes of simulation time. The developed model can be applied in future on the parameterization of cloud microphysical processes and air pollution models.

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Spray Characteristics of the Simplex Atomizer with Working Fluids (작동 유체에 따른 단순 압력식 연료노즐의 분무특성)

  • Choi, Chea-Hong;Lim, Byeong-Jun;Choi, Seong-Man
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.13 no.6
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    • pp.41-47
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    • 2009
  • This paper presents the spray characteristics of the simplex fuel nozzle with different working fluids for the gas turbine engine. Spray characteristics can be changed with viscosity, surface tension and density. In this research, water and test fluid type 2 which has similar characteristics of the kerosene are used as a working fluid. Spray visualization was performed by using ND-Yag laser and droplet size was measured by using PDPA(Phase doppler particle analyzer) system. The test results show that spray shapes and SMD distributions of two working fluids are similar at main spray region.

Correlations of Internal Nozzle Flow in Circular and Elliptical Nozzles with External Flow (원형 및 타원형 노즐 내부유동과 외부유동의 상관관계)

  • Ku, Kun-Woo;Hong, Jung-Goo;Park, Cheol-Won;Lee, Choong-Won
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.36 no.3
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    • pp.325-333
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    • 2012
  • An experimental study was carried out to determine the correlation between the internal flow in a circular nozzle and elliptical nozzles with the external flow. The flow rate, spray angle and drop size were measured under various conditions of the injection pressure. Numerical simulations were attempted to investigate the internal flow structure in the elliptical nozzles, because the experimental study was limited in its measurements of flow velocity and pressure distributions in the relatively small orifice. In the case of the elliptical nozzles, the disintegration characteristics of the liquid jet were significantly different from those of the circular nozzle. Surface breakup was observed at the jet issued from the elliptical nozzles with injection pressure. This is due to the internal flow structure, which is reattached to the orifice wall at the minor axis plane of the elliptical nozzle, unlike that observed with the circular nozzle.

Spferical fine ZnO Particles prepared from zinc nitrate by Ultrasonic Spray Pyrolysis technique (초음파 분무 열분해법에 의해 질산아연용액으로부터 구형의 ZnO 미분말 제조)

  • 이서영;김영도;신건철
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.1 no.2
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    • pp.46-58
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    • 1991
  • The synthesized ZnO powder was prepared by spray pyrolysis method using ultrasonic vibrator. The starting solutons were the aqueous solution of $Zn(NO_3)_2\cdot6H_2O$. The concentration was prepared 1M, O.5M, O.25M, and O.lM. The Nz carrier gas was 2.3cm$\cdot{sec}^{-1}$. The prepared powder from the $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$ aqueous solution was Zine oxide with hexagonal structure. The shape of prepared powder was fine size, narrow size distribution, agglomerate-free, nearly sphere particle. Also, the particle size was about $ 0.28-0.61\mum$.

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Measurement of Size Distributions of Submicron Electrosprays Using a Freezing Method and an Image Processing Technique (냉각법 및 영상 처리기법을 이용한 서브마이크론 정전분무 액적의 크기분포 측정)

  • Ku, Bon-Ki;Kim, Sang-Soo;Kim, Yu-Dong
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2001.06e
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    • pp.100-106
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    • 2001
  • The size distributions of electrospray droplets from the Taylor cone in cone-jet mode are directly measured by using a freezing method and a transmission electron microscope (TEM) image processing technique. These results are compared with the data obtained by an aerodynamic size spectrometer (TSI Aerosizer DSP). The use of glycerol seeded with NaI and a freezing method make it possible to sample droplets with their original sizes preserved. Since pictures of droplets are taken with TEM with very low vapor pressure of the solution, evaporation is suppressed by freezing. For liquid flow rates below 1 nl/sec, the measured droplet diameters by the TEM image processing technique and the aerosizer are in the range of 0.25 to $0.32{\mu}m$ and 0.30 to $0.40{\mu}m$, respectively. Comparing the TEM data with the aerosizer measurements, it has been revealed that the TEM image processing technique can afford more accurate values of droplet size distributions in the submicron range of 0.1 to $0.4{\mu}m$.

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