원심 압축기의 원판 마찰 손실은 동력 손실의 한 종류로써, 원심 압축기의 전체 효율 향상을 위해 원판 마찰 손실을 줄여야 한다. 본 연구에서는 원심 압축기의 임펠러 디스크 면과 케이싱 사이의 축 간격 및 표면 조도 변화에 따른 원판 마찰 손실을 분석하였고, 원판마찰손실 저감을 위한 새로운 이론식을 제안하고자 한다. 원심 압축기 임펠러의 정상상태 해석을 위해서 상용 전산해석 코드인 FLUENT의 회전 좌표계와 2-equation k-${\omega}$ SST 모델을 사용하였다. CFD 해석 결과, 원심압축기 임펠러의 원판 마찰 손실은 축 간격의 변화보다는 표면조도의 변화에 더 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 원심압축기 임펠러의 원판 마찰 손실을 최소화하기 위해서 축 간격은 이론적인 경계층 두께와 동일하도록 설정하고 표면조도는 최소화해야 한다.
본 연구에서는 회전원판 장치를 사용하여 난류 유동장에서의 고분자에 의해 유도되는 마찰저항 감소효과에 대하여 조사하였다. 해양온도차 발전에서 해수를 이동시키는 유동장은 난류상태로 이러한 난류계에 대하여 마찰저항 감소는 충분한 적용가치가 있다. 네가지의 분자량이 다른 PEO를 마찰저항 첨가제로, 실험실에서 제조한 인공해수를 용매로 사용하여 고분자의 분자량, 고분자의 농도와 원판의 회전속도와 괌이 마찰저항 감소효과에 영향을 줄 수 있는 여러 인자들에 대해서 살펴보았다. 마찰저항 감소의 농도의존성은 Virk의 Universal correlation를 따르는 것을 확인하였다. 해수에서도 PEO와 용매간의 Universal 곡선이 증류수를 용매로 하였을 때와 동일함을 확인하였다.
최근 자성 나노 입자를 이용한 온열치료가 주목을 받고 있다. 자성을 띄는 나노 입자를 암 세포에 보내, 교류 자기장을 걸어주어 회전에 의한 마찰손실로 인한 열을 이용하여 암 조직만을 국소 가열하는 원리이다. 본 실험은 유도 자기장을 사용한 자성 나노 파우더의 가열을 목적으로 시행하였다. 나선형 코일위에 세라믹, 유리 등 절연체 원판 위에 자기장이 발생되도록 휴대용 평판형 자기장 발생장치를 제작하였다. 자기장 발생 장치는 평판형 나선형 코일에 특정 주파수를 가진 전원을 인가하여 자기장을 발생시킨다. 평판형 나선형 코일은 내경 40 mm, 외경 140 mm, 2 mm 동선으로 제작하였다. 제작한 자기장 발생장치를 자기장 측정 센서(Hall sensor 등)을 원판 위에 설치하여 거리별 자기장의 크기를 측정하였다. 자기장은 나선형 코일 위 원판 중심에서 최대로 발생되어 중심에서 멀어질수록 크기가 감소하였다. 자기장 발생장치 위에 자성 나노 파우더($Fe_3O_4$와 $CoFe_2O_4$)를 혼합한 용액 시료를 위치시키고 자기 쌍극자 모멘트와 자기장간의 상호작용을 유도한다. 이때 자성 나노 파우더별로 발생하는 열을 열전쌍(TC)이나 Optical fiber를 사용한 Thermometer로 측정하여 비교분석하였다.
현재 많은 산업에서 원료의 단가는 상승하나 재생이 가능한 제품을 효율적으로 사용하기 위한 일환으로써 기존의 설비보다 2배의 생산량을 가질 수 있는 장치를 개발하여 생산량을 극대화 할 필요성이 있다. 본 연구는 벌크 상태의 원료를 이송장치에 의해 디스크에 투입되어 고속으로 회전하는 원판에서 양면의 마찰과 융착으로 인한 순간 냉각으로 비중을 변화시켜 원료를 재생하는 장치이다. 이에 따른 스케일 업에 대한 각종 문제점을 해결하여 양품의 품질을 생산하는 방법을 제시하고 효과적인 시스템을 구축 하고자 한다.
The positive displacement pump and the regenerative pump are widely used in the range of low specific speed, $n_s{\leq}100$[rpm, m3/min, m]. The positive displacement pump is not suitable for miniaturization and operation in high rotational speed. The regenerative pump has a problem with large leakage flow and low efficiency. While the centrifugal pump has advantages of high efficiency, miniaturization and high rotational speed, efficiency drops sharply with decrease in specific speed. Therefore the purpose of this study is to design a new type of centrifugal pump that has advantages of centrifugal pumps in operation in low specific speed. The name of this new type of pump was called 'Pipe type centrifugal pump', since the flow path through the impeller is simple circular pipe. Due to the simple shape of impeller, the manufacturing process is simple and cost is low. There is strong jet flow at the outlet of the impeller. This jet induces flow path loss, meridional dynamic pressure loss and mixing loss. Large disk friction makes the efficiency be limitted in the range of low specific speed. Even though the loss and the low efficiency, 'Pipe type centrifugal pump' represents stable performance, affordable pressure ratio and efficiency better than that of other low specific speed pumps.
양이온 계면활성제를 이용하여 마찰저항 감소의 특성과 유변학적 거동을 규명하였다. 양이온 계면활성제는 CMC이상의 농도에서 미세구조의 변화가 일어나 미셀의 형태가 구형에서 실린더형 또는 디스크형 미셀로의 전이가 일어난다. 마찰저항감소는 이러한 미셀의 전이가 일어나게 하는 농도 이상에서 발현된다. 따라서 농도 변화에 따른 마찰저항감소를 측정하였으며, 이러한 마찰저항 감소를 규명하기 위하여 유변학적 특성을 조사하였다. 미셀은 non-Newtonian거동을 보이며, 구조의 전이가 일어남에 따른 증거로 shear thickening 현상을 보였다. 그리고 양이온 계면활성제중의 하나인 DOBON-G의 경우에는 counter-ion의 첨가에 의해 이러한 구조의 전이거동이 변화되는 것을 관찰하였다.
The present study has been carried out to develop a computational procedure for the analysis of the off-design performance in centrifugal compressors with vaneless diffusers by integrating empirical loss models and analytical equations. Losses in centrifugal compressors stem from a number of sources and their exact calculation is not yet possible. This study investigates several modeling schemes and shows that a fairly good prediction can be achieved by a proper selection of the most important flow parameters resulting form a meanline one-dimensional analysis. The performance maps for compressors are calculated and compared with measured performance maps. The off-design performance characteristics in terms of the pressure ratio vs. mass flow produced have generally correct forms. However, no universal means have been found to predict accurately the onset of surge. The prediction method developed through this study can serve as a tool to ensure good matching between parts and it can assist the understanding of the operational characteristics of general purpose centrifugal compressors.
헬리컬 파일(helical pile)은 회전 관입기로 시공이 가능하므로 비교적 소형의 장비로 말뚝 시공이 가능한 장점이 있어, 최근 다양한 현장에서 그 사용이 증가하고 있다. 그러나 헬리컬 파일의 지지력을 평가하기 위한 현장 정재하시험은 시험하중만큼의 사하중, 반력 말뚝, 반력 앵커 등이 필요하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 헬리컬 파일에 상대적으로 재하장치가 간단하고 시험이 간편한 양방향 재하시험을 적용하였으며, 양방향 재하시험 결과와 정재하시험 결과를 비교하였다. 양방향 재하시험은 헬리컬 파일의 중공형 중심축(shaft)에 중심축의 직경과 일치하고 중심축 내부 공간으로 유압재하용 호스가 나올 수 있도록 특수하게 제작된 유압식 셀(cell)을 나선형 원판(helix plate)사이에 삽입한 후, 유압 셀(cell)에 가압하여 지지력을 측정하는 방식으로 수행되었다. 양방향 재하시험은 유압식 셀을 최하단 나선형 원판 상부에 삽입한 경우와 최상단 나선형 원판 상부에 삽입한 두 가지 케이스로 시험을 진행하였으며, 각각의 방법이 선단지지력과 주면마찰력을 측정할 수 있도록 말뚝 두부의 변형을 제한하였다. 시험은 89mm, 114mm의 중심축에 450mm, 350mm, 200mm의 나선형 원판을 부착하여 제작한 헬리컬 파일로 수행되었으며, 시험 결과 정재하시험으로 산정한 지지력과 양방향 재하시험으로 산정한 지지력이 유사함을 확인하였다.
와이퍼 작동 중에 발생하는 진동소음 중 1000Hz 이상의 스퀼 소음은 발생 메커니즘이 정확하게 알려지지 않았으며 발생하는 조건도 불규칙하다. 이 스퀼 소음의 발생 빈도 및 주파수를 변경하는 설계를 위하여 스퀼 진동 소음의 발생 메커니즘의 원인분석이 우선적으로 이루어져야 한다. 이 논문에서는 자동차 와이퍼 시스템에서 워셔액을 분사하였을 때 발생하는 스퀼 소음을 측정하고 인자 별로 분석하였다. 스퀼 소음이 발생하는 인자들을 마찰계수와 연관이 있는 인자, 기하학적인 인자, 와이퍼의 운동과 관련된 인자들로 나누어 분석하였다. 실제 와이퍼 시스템을 구현하기 위하여 모터와 원판 지지대 등을 이용하였고, 마이크로폰, 레이저 바이브로미터, 노이즈북, 아르테미스를 이용하여 측정 및 분석하였다.
LCD 원판이 세대별로 대형, 중량화됨에 따라 제조 공정라인의 자동 반송장비도 대형화 되어 가고 있는 추세다. 기존 스토커는 주행축에 회전형 모터와 기계적 동력변환 장치를 사용하고 있어, 복잡한 구조와 기계적 마찰에 의한 잦은 유지, 보수가 필요하게 되고 파티클 발생을 최소화 시켜야 하는 문제점을 안고 있다. 따라서 이런 문제점들을 해결하기 위해, 본 논문에서는 횡자속 선형전동기를 적용하고 제안된 제어 알고리즘 및 제어기, 전력변환장치를 제작해서 대형, 고출력, 장거리화 되고 있는 스토커의 주행축에 실험, 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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