• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.208-211
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• 2005

연소기 설계에 유용한 자료를 제공하기 위해 연소실내에서 연료와 산화제의 분무 연소에 관한 수치적 해석을 수행하였다. 분무 모델로 DSF 모델과 Euler-Lagrange 방법을 사용하였다. 액적 가열을 고려하여 액적의 온도 변화를 계산하였다. 액적과 가스상의 커플효과와 가스상과 증발된 기체상의 커플효과를 고려하기 위해 PSIC 모델을 사용하여 계산하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권3호
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• pp.205-209
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• 2017

고온으로 가열된 고체 표면 위를 타원형 액적이 충돌할 때, 구형 액적 충돌 거동과 다른 비축대칭적인 퍼짐 거동이 발생하여 반동 높이 조절이 가능하다고 보고되었다. 본 연구에서는 타원형 액적 종횡비가 퍼짐 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 충돌 거동은 동기화된 두 대의 고속카메라를 이용하여 두 측면에서 관찰하였고, 액적의 장축과 단축에서의 액적 퍼짐 너비를 각각 조사함으로써 퍼짐 특성을 분석하였다. 실험 결과에서 종횡비가 클수록, 액적 단축의 최대 퍼짐 너비는 증가하는 데 반해, 액적 장축의 것은 큰 변화가 없는 것으로 나타나는 데, 이는 수축 과정에서 액적 정렬을 촉진하고 반동 억제에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 추가적으로 액적 종횡비와 충돌 속도가 동시에 큰 영역에서 발생하는 반동 거동과 액적 분열 현상에 대하여 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.647-653
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• 2013

본 연구에서는 산화구리(CuO) 나노분말과 순수 물을 혼합하여 제조한 나노유체를 이용하여 가열된 고체표면에 있어서 나노유체 액적의 증발특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험결과로부터 가열된 표면에서 나노유체 액적의 증발속도는 순수 물 액적보다 증발속도가 약간 증가하는 경향이 있음을 알 수 있었으며, 이는 나노유체에 포함된 나노입자가 유체의 열전도도를 향상시켜 고체 표면에서 액적으로의 열전달이 촉진되었기 때문인 것으로 판단된다. 또한 고체의 표면조도가 커질수록 액적의 증발속도가 약간 증가하였으며, 이는 고체의 표면조도가 커질수록 고체-액체의 접촉 면적이 증가하여 열전달이 촉진되었기 때문인 것으로 추정된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권1호
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• pp.37-46
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• 2017

가열된 표면에서의 액적은 일반적으로 내부에 마랑고니 유동이 발생하고, 이는 불균일한 침전물 패턴 형상을 구성하게 된다. 본 연구는 마랑고니 유동을 가시화하고, 수직진동을 사용해서 이를 제어하는 것을 주 목적으로 한다. 액적이 증발하는 동안, 액적의 접촉각 변화와 부피변화를 실험적으로 알 수 있었고, PIV(Particle Image Velocimetry) 실험 장치를 이용하여, 평판 온도별 마랑고니 유동의 내부 유동의 흐름을 가시화하였다. 그리고 평판에 각 주파수별 수직진동을 가해주는 실험을 진행하여, 그 결과 마랑고니 유동의 유동 방향과 수직진동의 유동 방향이 서로 반대인 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 증발하는 액적에 수직진동을 가해줌으로써, 액적의 하단부분에서 내부유동의 흐름변화를 관찰하였다. 마랑고니유동에 의해 발생하는 내부유동 방향과 수직진동으로 발생하는 내부유동의 방향이 서로 반대 방향이므로 가열된 평판에 진동을 가해주었을 때 액적 내부유동의 흐름이 변화가 발생하였고, 이는 곧 불균일한 침전물 패턴이 억제된 것을 증발 후 침전물의 패턴형상을 통해 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제10권2호
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• pp.153-160
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• 2001

본 연구에서는 고온 분위기 온도 및 대기압 하에서 액적의 급속가열과 연소가 가능한 고온 연소로 장치와 고속도 비디오 카메라를 이용하여 다조성 단일 액적 연소에 대해 고찰하였다. 그 결과 저비점 성분을 혼합한 경유의 액적은 기본적으로 입경의 2승 법칙에 의해서 감소되었으며, 그 과정에서 입경이 일시적으로 급속히 감소하는 현상이 보여짐과 더불어 연소기간도 단축되었다. 즉, 저비점 성분을 혼합한 경유의 액적은 미세폭발 현상에 의해 기존 디젤 연료에 비해 더 빨리 증발되고 연소가 되었다. 또한, 순수 파라핀계 및 함산소계 연료의 화염은 전체 연소기간동안 기존 경유의 화염에 비해 푸른색을 띠고 있어, 매연이 없는 연소를 입증해 주었다.

• 에너지공학
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• 제11권1호
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• pp.74-80
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• 2002

본 연구는 불꽃 점화 기관의 실린더내의 연료 액적의 기화과정에 대한 수치 해석이다. 본 연구의 특징은 무차원 임계 액적 수명시간을 정의하여 가솔린엔진의 흡입 및 압축행정동안 연료 액적의 가열 및 기화과정을 모델화한 것이다. 수치해석 결과는 압축행정동안 기체 온도 및 압력의 동시적 증가는 액적의 기화율에 서로 보상적인 영향을 미치려는 경향을 보이고 있다. 즉 실린더 내 환경의 변화는 연료 액적의 기화과정에 민감하지 않다는 것을 보이고 있다. 이 프로그램은 압축행정 말기에 완전히 기화할 수 있는 액적의 크기를 예측할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권6호
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• pp.559-566
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• 2013

본 연구에서는 고체의 표면조도가 나노유체 액적의 접촉각에 미치는 영향에 대해 실험적 연구를 수행하였다. 나노유체는 산화구리(CuO) 나노분말을 순수 물과 혼합하여 제조하였으며, 고체는 한 변의 길이가 10 mm 정육면체 구리시편을 실험에 사용하였다. 나노유체 액적의 접촉각은 동일한 표면조도 조건에서 순수 물 액적의 접촉각 보다 다소 낮게 측정되었으며, 구리시편의 표면조도가 증가할수록 순수 물과 나노유체 액적의 접촉각은 모두 증가하고 있음을 실험결과로부터 알 수 있었다. 또한 가열-급냉(quench) 실험을 거친 구리시편 표면에서의 접촉각은 순수 표면에서의 접촉각보다 다소 낮게 측정되었으며, 이는 구리표면의 산화에 기인하는 것으로 판단된다. 그러나 가열-급냉 실험에 있어서 냉각 액체로서 순수 물과 나노유체를 사용한 경우의 액적 접촉각 측정결과들은 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 이러한 실험결과로부터 냉각과정에 있어서 나노입자가 액적의 접촉각에 영향을 미칠 정도로 구리시편의 표면상태를 변화시키지 못하는 것으로 생각된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.41.1-41.1
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• 2010

전기수력학적 분무를 이용한 액적 미립화 기술은 나노사이즈의 액적 형성, 쿨롱 반발력에 의한 균일한 액적 형성, 그리고 향상된 액적 타겟팅을 가능하게 한다. 따라서 이를 이용하여 매우 균일한 박막 코팅이 가능하다. 이러한 점에 힘입어 현재 진공 공정으로 제작되고 있는 CIGS태양전지의 광흡수층을 비진공 공정중 하나인 전기수력학적 미립화를 이용하여 실험하였다. Ethanol-based 의 CIGS나노 입자를 포함하는 콜로이드 상태의 전구체를 이용하여 적절히 가열된 몰리브덴 배면 전극위에 적용하였다. 미립화한 액적은 접지된 몰리브덴 층에 부착되는 즉시 증발하여 CIGS입자를 남긴다. 여기서 가장 중요하게 다루어야 할 조건은 기판의 온도, 인가 전압, 전구체의 유량이다. 분사 모드는 Cone-jet을 적용하였으며 5~15kV의 인가 전압에서 1ml/hr내외의 유량을 공급하여 3분 이내에 적절한 광흡수층 두께인 1마이크론 내외에 도달할 수 있다. 이와같은 조건으로 형성된 박막층에 관한 SEM image를 통해 다른 비진공 코팅 방식과 비교하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.13-18
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• 2000

본 연구의 목적은 물액적에 의한 미연소면의 냉각 특성을 연구하는 것이다. 고온고체로는 황동, 탄소강, 동을 사용하였으며 온도범위는 $70^{\circ}$~$116^{\circ}$이다. 액적의 직경은 2.4 mm~3.0 mm로 하였다. CCD카메라를 이용하여 액적의 증발과성을 기록하였으며, 증발시간은 비디오에 기록된 프레임을 분신하여 추하였다. 열전도도가 가장 큰 동의 경우 액적이 떨어진 직후 조금 냉각되었다가 일정 온도를 유지하지만 열전도도가 낯은 탄소강의 경우는 증발시간 동안 약 $1^{\circ}$ 정도의 온도 기울기가 나타났다. 고체 표면에서의 액적 증발시 무차원 액적체적은 가열체의 재질에 상관없이 무차원 증밭시간이 증가할수록 선형적으로 감소한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.567-578
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• 2015

Leidenfrost 온도 이상으로 가열된 벽면과 충돌하는 액적의 속도가 열전달 특성에 미치는 영향에 관한 실험 연구를 수행하였다. 동기화된 초고속 가시화 카메라와 적외선 카메라를 이용하여 벽면과 충돌하는 액적의 충돌 특성과 충돌면의 온도 분포를 측정하였다. 획득한 표면온도 분포를 충돌면의 경계 조건으로 이용하여 가열 벽면의 3차원 비정상 열전도 수치해석을 통해 표면 열유속 분포를 얻었다. 수직방향 충돌속도가 증가할수록 최대 액막 직경이 증가하고 가열 벽면과 액막 사이에 존재하는 증기막의 두께가 감소하여 열전달 효율이 증가하였다. 액적은 웨버수가 30보다 작은 경우 되튐현상이 발생하였으며, 큰 경우 작은 액적들로 분쇄되어졌다. 충돌속도에 의한 열전달량의 증가 경향이 되튐영역에서 분쇄영역에서 가면서 약화되었으며, 이는 분쇄현상에 의해 유효 열전달 면적의 확대 효과가 저감되었기 때문으로 해석된다.