• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.761-766
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• 2018

액적-기반 미세유체장치는 물질 합성 및 초고속 대용량 스크리닝 등 다양한 응용분야에서 변형 가능한 새로운 접근법을 이끌어 냈다. 그러나 단일의 액적생성기를 이용한 액적의 생성 속도가 매우 낮기 때문에 이를 상용화 하기 위해서는 생산속도를 높이기 위한 노력이 필요하다. 본 연구는 단일의 유동-집속 생성기를 병렬로 연결하여 단분산성 액적의 생성 속도를 높이는 방법에 관한 것이다. 이러한 액적생성기를 갖는 미세유체장치를 제작하기 위해 본 연구에서는 양면 임프린팅 방법을 이용하여 단층 엘라스토머 조각에3차원의 마이크로 채널을 갖는 3D 모놀리식 탄성중합체 장치(monolithic elastomer device, 3D MED)를 제작 할 수 있다. 이렇게 제작된 8개의 액적생성기가 연결된 3D MED를 이용하여 연속상과 분산상의 유체를 조절하여 단분산성 액적의 형성속도가 향상되었음을 증명하였다. 따라서 본 미세유체시스템을 사용하여 다양한 재료 또는 세포들을 함유하는 단분산성 액적을 형성하여 마이크로입자 제조 및 스크리닝 시스템과 같은 넓은 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 기계저널
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• 제23권4호
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• pp.275-279
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• 1983

현재 사용중인 내연기관, 가스터어빈, 로켓엔진과 발전소 및 주거용 난방에 이용되는 중 .소형 연소기에서는 고가의 액체연료들을 사용하고 있다. 이 액체연료를 고급동력으로 바꿀 때는 필연 적으로 연소라는 과정을 거치게 되는데 연소과정을 단계적으로 나누어 보면 첫째, 액체연료의 표면적을 크게 하여 연소를 촉진시키기 위한 연료의 미립화(atomization) 과정, 둘째, 미립화된 액적들의 증발 및 기체화한 연료와 공기와의 혼합으로 생성되는 가연성 혼합기 생성과정과 셋째, 가연성 혼합기의 점화, 연소 및 화학반응으로 인한 공해물질의 생성과정들로 대별된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.733-737
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• 2012

본 연구는 미세유체의 수력학적 조절을 통한 단분산성 다중 액적 형성방법을 기술한다. 다중 액적을 형성하기 위해 별도의 표면 개질이 필요 없는 co-flowing stream 시스템과 유리 모세관을 이용하여 미세유체 칩을 제작하였다. 유리모세관 미세유체 칩 내부로 0.5 wt% Tween 20이 함유된 증류수, n-hexadecane (5 wt% Span 80), 그리고 10 wt% poly(vinyl alcohol) (PVA) 수용액을 흘려줌으로써 단분산성 다중 액적(W/O/W)을 성공적으로 형성하였다. 더불어, 내부 액적의 개수를 제어하기 위해 수력학적 변수로 작용하는 중간 유체와 최외각 유체의 부피유속을 고정시키고 내부 유체의 부피유속을 조절하는 방법을 사용하여 다양한 내부 액적을 지니는 다중 유화 액적을 성공적으로 완성하였다. 이와 같은 미세유체 시스템을 통해 형성된 다중 액적은 내부물질의 종류에 따라 다양한 화학반응을 위한 하나의 독립된 마이크로 반응기로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1-7
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• 2017

분무식 노즐(spray nozzle)은 액체의 표면을 증가시키기 위해 에너지를 공급하여 액체를 다수의 액적으로 미립화시키는 장치로 연소과정에서의 연료의 미립화 또는 표면이나 입자의 코팅 등 여러 산업분야에 다양한 목적으로 응용된다. 초음파 미립화 노즐은 진동 발생장치로부터 고진동수의 전기에너지를 받아 같은 진동수의 기계적 에너지로 변환시키는 변환기를 갖고 있다. 변환된 에너지를 액체에 부가하여 고주파 진동에 의해 미세한 액적을 생성하여 분사한다. 코팅작업에서 가압되지 않은 저속의 분무는 액적이 튕겨나가지 않고 표면에 달라붙어 과도하게 분사되는 양을 줄일 수 있다. 초음파 미립화 노즐은 초음파 진동부 외벽에 공기를 공급해 줄 수 있는 공간을 통해 생성된 보조 공기흐름을 이용하여 저속의 액적을 운반하여 분무특성이나 분무형상을 조절할 수 있다. 따라서 주위 공기의 흐름을 이용하여 원하는 분무특성을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 액적의 분사 운동을 모사하기 위해 라그랑지안 분산상 모델(DPM)을 적용한 상용코드 FLUENT를 사용하여 액적 주위의 공기흐름을 동반하는 초음파 미립화 노즐을 해석하였다. 노즐 수축부 형상, 액적의 크기 그리고 공기 측 압력차의 크기를 변화시키며 수치해석을 수행하여 코팅용 분무를 위한 최적 조건을 연구하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권4호
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• pp.14-19
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• 2016

재실자가 부속실로 피난할 때 부속실 송풍기가 작동하기 전 단계에서는 방화문 개방과 더불어 실내화재로 인한 풍속이 발생하고 화재로 인해 발생된 연소생성물이 부속실을 오염시켜 피난에 어려움을 가져올 수 있다. 스프링클러가 화재풍속에 미치는 영향을 확인하기 위하여 수치해석을 진행하였고 스프링클러의 유무와 분사되는 액적크기에 따른 화재풍속을 비교하였다. 해석은 실제 공동주택의 형상과 치수를 반영해서 진행하였다. 수치해석 결과, 스프링클러가 설치되었을 때 화재풍속이 감소된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 액적이 작을수록 화재풍속이 작은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권9호
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• pp.799-804
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• 2007

액체추진제 추력기 연소실의 인젝터로부터 발생하는 분무 거동을 파악하기 위하여 광학계측 기법을 사용한다. 실험에 사용된 인젝터는 지름이 0.406 mm이며 중심축으로부터 30 의 경사각을 이루는 8 개의 노즐 구멍으로 구성된다. 분무생성의 초기조건과 분무발달에 따른 미립화 과정을 분석하기 위해, 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)로 측정된 액적의 속도 및 입경 등의 변이 거동을 제시하고 Nd:Yag 레이저평면광에 의해 획득된 순간평면이미지와 함께 고찰한다. 분무액적의 초기 분사속도에 근거한 Re 수와 We 수 등의 무차원 변수를 도출하여 인젝터 발생 분무의 미립화 및 난류성질 등에 대한 분무유동 양식의 범주를 결정한다. 이러한 분무분열에 대한 정성적, 정량적 결과는 향후 새로운 추력기 개발에 확실한 설계 기반을 제공할 것이다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제19권2호
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• pp.41-47
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• 2021

River and stream are the important water supply source in our lives. Eutrophication causes excessive green algae growth including microcystis, which makes harmful to ecosystem and human health. Therefore, the water purification process to remove green algae is essential. In Korea, green algae alarm system exists depending on the concentration of green algae cells in river or stream. To maintain the growth amount under control, green algae monitoring system is being used. However, the unmanned, small and automatic monitoring system would be preferable. In this study, we developed the 3D printed device to measure the concentration of green algae cell using microfluidic droplet generator and deep learning. Deep learning network was trained by using transfer learning through pre-trained deep learning network. This newly developed microfluidic cell counter has sufficient accuracy to be possibly applicable to green algae alarm system.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.585-591
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• 2018

미세액적 유동반응기 공정에서 제조된 나노구조 $SiO_2:Zn$ 원환형 입자의 특성을 밴드갭 에너지와 표면 반응성의 관점에서 고찰하였다. $SiO_2:Zn$ 원환형 입자를 단일 공정에서 연속적이며 합리적인 생산 효율로 첨가제인 THAM (tris(hydroxymethyl)-aminomethane)과 도핑되는 $Zn^{2+}$ 이온의 농도 변화에 따라 성공적으로 제조할 수 있었다. 그리고 $Zn^{2+}$ 이온의 도핑은 $Si^{4+}$ 이온의 conduction band 보다 에너지 레벨이 낮은 $Zn^{2+}$ 이온의 acceptor level을 형성함으로써 $SiO_2:Zn$ 원환형 입자의 밴드갭 에너지를 줄일 수 있었다. 또한, 입자의 원환형 구조는 $SiO_2:Zn$ 입자의 밴드갭 에너지를 감소시키는데 기여하였다. 따라서 $Zn^{2+}$ 이온이 도핑된 $SiO_2:Zn$ 원환형 입자는 표면에 SiO-H의 형성과 산소 결함의 생성으로 표면 반응성을 증대시킬 것으로 사료되었다.

• 플랜트 저널
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• 제18권1호
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• pp.50-54
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• 2022

미세먼지 배출 허용 기준이 강화됨에 따라 화력발전소, 제철소, 산업용 열병합 발전소 등 배가스 배출 시설의 미세먼지 제거를 위해 고효율 집진장치 수요가 급증하고 있다. 본 연구에서는 기존 전기집진기에 정전분무 기술을 도입하여 단점을 보완하고 성능을 향상시키는 연구를 진행 중이다. 정전분무는 매우 미세한 액적을 생성하는 목적으로 주로 사용되어왔지만, 집진을 목적으로 할 때는 그 유량이 10mL/min으로 65 ~ 200배에 달하는 고유량 조건이 필요하다. 고유량의 정전분무는 저유량과는 완전하게 다른 분무 형상이 나타나며 코로나 방전 사진 촬영, 그림자 촬영법 등 다양한 촬영을 통하여 이를 가시화하였다.