• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.42-51
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• 2014

기존 항공유보다 비등점을 높인 고비등점 연료에 대하여 다양한 분사 압력 조건에서 비등점 이상의 온도까지 연료를 가열하는 경우의 분사특성을 실험적으로 연구하였다. 연료 온도 상승에 따른 인젝터의 특성은 유량계수(${\alpha}$)와 캐비테이션 수($K_c$)를 파라미터로 나타내었는데, 고온에서의 각 연료별 ${\alpha}$ 특성을 $K_c$에 대해 나타내면 그 경향이 모두 유사한 것으로 확인되었다. 한편, 고비점 연료들은 기존 연료에 비하여 비등의 효과가 나타나기 시작하는 온도가 더 높아졌을 뿐만 아니라, 그 이상의 온도에서도 분사 특성에 미치는 인젝터 내부의 비등 영향을 더 적게 받았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.1005-1013
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• 2010

본 연구는 HCCI 엔진의 운전조건을 고려한 혼합연료의 감압비등 분무제어방법을 평가하기 위하여 수행하였다. 2상영역이 존재하는 혼합연료는 고비점성분의 증발촉진과 함께 연료분무의 급격한 증발을 유도할 수 있는 감압비등분무를 이용함으로써 저온 및 저밀도장에서 혼합기형성과정의 제어가 가능하다. HCCI 엔진은 이러한 분위기조건에서 연료를 조기분사하기 때문에 착화성이 높은 경유와 휘발성이 높은 가솔린성분으로 함유한 혼합연료의 감압비등현상을 이용함으로써 액체연료의 분열, 미립화와 같은 물리적 제어 및 착화연소에 의한 화학적 제어를 실현할 수 있다. 본 연구는 혼합연료의 성분과 몰분율을 주요변수로 설정하여 정적용기 내에 분사된 연료분무의 감압비등현상을 슐리렌 화상 및 Mie 산란광을 촬영한 후, 화상처리과정을 통하여 이루어졌다. 그 결과로 감압비등현상은 비교적 저온 및 저밀도장에서 분무구조가 크게 변화함을 알 수 있었으며, 조기 연료분사시기에서 감압비등분무를 이용한 혼합기형성을 제어함으로써 HCCI 연소에 적용이 가능할 것으로 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.119-126
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• 2014

본 연구에서는 연료가 비등점 이상의 고온으로 가열된 경우 오리피스 인젝터를 통해 분사되는 특성을 실험한 결과를 정리하였다. 크기가 다른 오리피스 인젝터 3종을 이용하여 3, 5, 10 bar의 분사압력을 가할 때 온도범위 $50{\sim}270^{\circ}C$에서 유량계수(${\alpha}$)를 측정하였다. 측정된 유량계수는 연료온도가 $180^{\circ}C$ 이하 영역에서는 점진적으로 감소하였으나 비등점인 $187^{\circ}C$를 넘어가면서 급격히 감소하였다. 비등점보다 높은 연료온도에서의 유량계수 감소 기울기는 분사압력에 따라 다른데, 특히 분사압력이 낮을수록 비등의 영향이 크게 작용하므로 더 급격한 특성을 보였다. 또한, 직경이 큰 인젝터의 유량계수가 더 크고, 낮은 연료온도 영역에서 난류-층류 천이현상으로 보이는 유량계수의 점프현상이 관찰되었다. 유량계수를 캐비테이션 수($K_c$)에 대하여 도시한 결과 인젝터의 크기가 작을 때는 연료 비등으로 인한 분사특성이 분사압력과 무관한 일정한 값을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.11-19
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• 2013

본 연구에서는 고온으로 가열된 연료가 다양한 종류의 스월 인젝터를 통해 분사되는 경우 분사 특성의 변화를 실험적으로 확인하였다. 3종의 스월 인젝터로 3 ~ 10 bar의 분사압력을 가하면서 연료온도가 $50{\sim}270^{\circ}C$ 범위에서 변화하는 경우 인젝터의 유량계수(${\alpha}$)를 계측하였다. cavitation number ($K_c$)에 대한 ${\alpha}$ 변화 특성을 확인한 결과 ${\alpha}$ 변동 특성이 오리피스 직경과 스월러 형상에 모두 영향을 받았고, 비등에 의한 연료분사 특성을 스월러 유로와 오리피스 유로 면적비인 AR과 관련지어 살펴 본 결과에서는 AR이 커질수록 비등 영향은 더 지연되고 비등의 영향이 미치기 시작하면 ${\alpha}$ 감소 기울기는 더 큰 것으로 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.395-398
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• 2010

감압비등에 의한 미립화는 더 미세한 직경의 액적을 얻을 수 있고, 분무각이 증가하며, 더 좋은 혼합특성을 갖는 다는 점에서 단순 압력식 미립화와 차이가 난다. 감압비등이란 과열된 액체를 포화 압력 이하의 대기 중으로 분사하여 급격한 비등에 의해 이루어지는 미립화이다. 본 연구는 금속 연료를 이용한 추진기관의 산화제인 물 공급기술에 감압비등과정을 이용한 와류분무를 적용시키기 위해 수행됐다. 분열길이와 같은 거시적 특성은 Charge-Couple Device(CCD) 카메라를 이용해 측정하였고, Sauter Mean Diameter(SMD)와 SMD분포와 같은 미시적 특성은 Global Sizing Velocimetry(GSV) 시스템을 이용해 측정했다. 실험은 압력과 온도, 대류 속도를 변화시키며 진행했다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권4호
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• pp.451-458
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• 2009

This experimental study was conducted to investigate macroscopic characteristics of the flash boiling spray with tow component mixing fuel. Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) is a newer combustion method for internal combustion engines to reduce nitrogen oxide and particulate matter simultaneously. But it is difficult to put this combustion method to practical use in an engine because of such problems as instability of combustion in low load operating conditions and knocking in high load operating conditions. In HCCI, combustion characteristics and exhaust emissions depend on conditions of air/fuel mixture and chemical reactions of fuel molecules. The fuel design approach is achieved by mixing two components which differ in properties such as density, viscosity, volatility, ignitability and so on. We plan to apply the fuel design approach to HCCI combustion generated in a real engine, and examine the possibility of mixture formation control using the flash boiling spray. Spray characteristics of two component fuel with a flash boiling phenomenon was investigated using Shlieren and Mie scattering photography. Test fuel was injected into a constant volume vessel at ambient conditions imitated injection timing BTDC of a real engine. As a result, it was found that a flash boiling phenomenon greatly changed spray structure, especially in the conditions of lower temperature and density. Therefore, availability of mixture formation control using flash boiling spray was suggested.

• 한국가스학회지
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• 제11권4호
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• pp.29-34
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• 2007

근래들어 강화되는 배출가스 규제에 대응하기 위한 대책으로 LPG 차량에 적용되고 있는 제3세대 LPG 연료공급방식인 LPLi(Liquid Phase LPG Injection)는 LPG 연료를 펌프를 이용해서 고압의 액상연료를 공급하는 것이 가장 핵심적인 기술이다. 그러나 LPG 연료의 경우 저점도, 저비등점의 물리적 특성을 갖는 가스연료로서 기존의 가솔린 또는 디젤용 펌프를 사용할 경우 성능 및 효율이 달라질 수 있다. 본 연구에서는 가솔린 연료 펌프의 임펠라 방식을 응용 변형시켜서 LPG연료용으로 개발된 펌프를 이용하여 다양한 온도와 운전 조건에서 성능 및 효율을 파악하고, 펌프의 성능에 영향을 줄 수 있는 캐비테이션에 대하여 살펴보고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.289-292
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• 2009

본 연구에서는 감광유리를 이용한 PEM 마이크로 연료전지 바이폴라 플레이트의 제작 공정을 확립하고 성능 측정을 수행하였다. 감광유리는 무게가 가볍고 내화학성이 뛰어나며 제작이 용이하다. 비등방성 식각, 열 및 UV 접합, 그리고 금속 층 적층을 통한 MEMS 제작 공정이 확립되었다. 성능 측정 결과 활성화 영역에 은이 적층된 마이크로 연료전지의 성능이 그렇지 않은 것보다 우수하였으며 두 경우에서 측정된 마이크로 연료전지의 성능은 모두 국내외 마이크로 연료전지 연구 수준과 동등한 수준이었다.

• 전기화학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2013

본 총설에서는 Si 비등방성 식각(anisotropic etching) 공정인 metal-assisted chemical etching(MAC etch 혹은 MACE) 분야 기본 원리, 중요 변수, 그리고 최근 연구 성과들을 정리하였다. 1990년에 최초로 Si 표면에 금속 촉매를 증착한 후 $H_2O_2$/HF 기반 식각을 진행하면 용액 중에서도 비등방성 식각을 통해 다양한 고종횡비(high aspect ratio) 나노구조를 형성할 수 있다는 것이 밝혀 졌다. 고가의 진공기반 장비가 필요한 건식 식각에 비해, 습식 식각을 통해서도 상대적으로 간편하고 경제적으로 종횡비가 큰 Si 마이크로/나노 구조를 만들 수 있게 되었다. 초기 연구들을 통해 MAC etch중 산화제가 촉매에 의해 환원되고, 촉매/Si 계면 근처의 Si 원자들이 선택적으로 식각/용해되어 수직 방향으로 촉매가 Si 기판을 파고 들어가며 비등방성 식각이 발생함이 밝혀졌다. MAC etch에 영향을 미치는 중요 변수로는 금속 촉매의 종류 및 모양, 식각액의 조성, Si기판의 도핑 농도이다. 또한 본 총설은 MAC etch에 의해 형성된 Si 나노 구조를 이용한 태양전지, 수소 연료, 리튬 이온 전지 등의 응용 분야를 다루었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제16권4호
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• pp.195-201
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• 1984

축방향 비균일 열유량을 가지는 서브쿨드 비등영역에서 첨단적인 mechanistic 모델을 사용하여 기포계수를 정확히 계산하고저 한다. 이 모델에서는 Lahey/Ohama model에서 구한 기포계수에 의존하는 drift-flux계수를 사용하였고 또한 실제 실험치와 비교하여 질량유량에 의존하는 응축계수의 상관식을 구하여 사용하였다. 이 모델은 고 정확도를 증명하기 위해 잘 알려진 실험치들과 비교되었고 최종적으로 고리 1호기 1주기의 고온 연료집합체 기포계수를 계산하므로서 profilefit 모델과 비교되었다. 이러한 계산결과는 실험치와 잘 일치하고 있으며 profile-fit model은 서브쿨드 비등영역에서 기포 계수를 낮게 계산하고 있음이 밝혀졌다.