• 제목/요약/키워드: 열적발산원리

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진공환경에서 열적발산원리의 배압에 따른 효율분석 (Efficiency Analysis of Thermal Transpiration According to Back Pressure under Vacuum Condition)

  • 정성철;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.76-79
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    • 2007
  • 마이크로 노즐의 유동특성에 대한 선행연구로부터 우리는 마이크로 노즐에서 점성과 배압에 의해 유동손실이 발생함을 확인하였다. 이러한 유동손실을 극복하기 위해 열적발산원리를 이용한 새로운 개념의 마이크로 추진장치에 대한 연구를 진행하였으며,이는 움직이는 부품이 없이 오직 온도구배만으로 추진제를 낮은 온도에서 높은 온도로 펌핑이 가능하다. 대부분의 열적발산원리에 대한 연구는 많은 발전을 거듭해 왔으며, 주로 대기압 환경에서 에어로젤과 같은 나노 다공물질을 이용하여 소형 진공설비나 가스 크로마토그래피에 적용 목적으로 연구되었다. 하지만 본 연구에서는 폴리이미드 재질을 이용하여 진공환경에서 열적발산원리를 이용한 추진장치의 기초연구를 진행하였다.

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열적발산원리를 이용한 마이크로 추진장치에 대한 연구 (Study of Micro Propulsion System Based on Thermal Transpiration)

  • 정성철;신강창;김연호;김혜환;이용우;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.25-29
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    • 2007
  • 마이크로 인공위성의 자세제어를 위한 마이크로 추진장치에 대한 연구는 대부분 기존의 추진장치를 소형화하는 방향으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 이러한 미소추력 발생을 위한 노즐의 소형화로 인한 점성손실, 배압에 의한 손실 등을 대기압실험, 진공환경실험, CFD 해석을 통하여 검증하였다. 또한 마이크로 노즐에서의 유동 손실을 극복하기 위한 방법으로 열적발산원리에 대해 이론적 접근을 시도하였다. 마이크로 추진장치에 적용을 위한 열적발산원리는 움직이는 부품 없이 오직 온도 구배만으로 유동을 제어할 수 있기 때문에 추진장치의 소형화로 야기되는 손실을 극복할 수 있을 것으로 기대된다.

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마이크로 추진장치에 적용을 위한 누센수에 따른 열적발산원리의 효율분석 (Efficiency Analysis of Thermal Transpiration According to Knudsen Number for Application to Micro-propulsion System)

  • 정성철;허환일
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.483-490
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    • 2008
  • 마이크로 추진장치에서 노즐의 소형화는 많은 유동손실을 유발한다. 이러한 유동손실을 극복하기 위해 본 연구에서는 열적발산원리를 이용한 마이크로 추진장치에 대한 기초연구를 진행하였다. 움직이는 부품 없이 오직 온도구배만으로 추진제를 낮은 온도에서 높은 온도로 자체 펌핑이 가능한 열적발산장치를 설계, 제작 하였으며, 진공환경에서 누센수에 따른 맴브레인 압력구배효율을 분석하였다. 실험결과 천이영역에서는 두꺼운 맴브레인의 효율이 다소 높았으며, 자유분자영역에서는 두께에 관계없이 최대 압력구배 효율이 82%까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

초소형 추진장치에 적용을 위한 누센펌프의 멤브레인 종류에 따른 질유량 특성 (Mass flow rate of Knudsen pump According to Membrane Type for Micro Propulsion Applications)

  • 김혜환;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.36-40
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    • 2008
  • 마이크로 추진장치에서 노즐의 소형화는 많은 유동손실을 유발한다. 이러한 유동손실을 극복하기 위해 본 연구에서는 열적발산원리를 이용한 새로운 개념의 마이크로 추진장치에 대한 기초연구를 진행하였다. 움직이는 부품 없이 오직 온도구배만으로 추진제를 낮은 온도에서 높은 온도로 자체 펌핑이 가능한 열적발산장치를 설계, 제작 하였으며, 진공환경에서 누센수에 따른 멤브레인 압력구배효율을 분석하였다. 또한 기존 누센펌프의 멤브레인인 폴리이미드와 종이재질의 전통 한지를 사용하여 질유량 특성을 비교하였다.

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한지 멤브레인을 사용한 누센펌프의 효율 분석 (Efficiency Analysis of Knudsen Pump According to Hanji Membrane)

  • 윤동익;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.618-619
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    • 2010
  • 움직이는 부품 없이 오직 온도구배만으로 추진제를 낮은 온도에서 높은 온도로 자체 펌핑이 가능한 열적발산장치를 설계 제작하였으며, 진공환경에서 누센수에 따른 멤브레인 압력구배 효율을 분석하였다. 본 논문에서는 한지 멤브레인을 사용하여 누센펌프의 펌핑 효율을 분석하였다.

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우주진공환경에서의 마이크로 추진 (Micro Propulsion under High Altitude Space Environments)

  • 정성철;허환일
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.405-408
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    • 2008
  • From the previous researches about flow characteristic of micro-nozzle, we found that viscosity and back pressure induced heavy losses in micro nozzle. To overcome thess losses, we began to study new conceptual micro propulsion system that is thermal transpiration based micro propulsion system. It has no moving parts and can pump the gaseous propellant by temperature gradient only (cold to hot). Most of previous research on thermal transpiration is in its early stage and mainly studied for application to small vacuum facility or gas chromatography in ambient condition using nanoporous material like aerogel. In this study, we focus on basic research of propulsion system based on thermal transpiration using polyimide material in vacuum conditions.

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고고도 우주환경 모사용 진공챔버를 이용한 누센펌프의 연구와 열진공챔버로의 개선 방향 (Study of Knudsen Pump using Vacuum Chamber and It's Upgrade Plan to Thermal Vacuum Chamber)

  • 김혜환;허환일
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.361-364
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    • 2009
  • 마이크로 인공위성에 적용가능한 마이크로 추력기를 개발하기 위해서는 우주환경을 모사할 수 있는 진공설비가 요구된다. 본 논문에서는 $10^{-5}\;torr$의 진공도를 목표로 정하고 진공설비를 구축하였고, $100{\sim}120\;km$의 고도를 모사한다. 장치 선정 및 실제 장치 구축 후 진공도 성능 실험을 수행하였고 저진공 펌프를 작동시켜 누센펌프의 멤브레인에 따른 특성연구를 진행하였다. 또한 향후 열진공챔버로의 전환을 위한 계획을 서술하였다.

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