• 제목/요약/키워드: 점도모델

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분류층 가스화기에서 운전온도 분석을 위한 석탄회 점도모델 적용 (Application of Coal Ash Viscosity Models for Analyzing Operation Temperatures of an Entrained Flow Gasifier)

  • 정재화;이중원;박세익;김시문
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.77.2-77.2
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    • 2011
  • 고온고압에서 운전되는 분류층 석탄가스화기에서 석탄의 회성분을 용융슬래그로 원활하게 배출하는 것은 석탄가스화기의 안정적인 운전을 위하여 매우 중요하다. 본 연구에서는 분류층 석탄가스화기에서 원활한 슬래그의 배출조건을 파악하기 위해서 여러 슬래그 점도예측 모델들을 사용하여 가스화기의 운전온도 변화에 따른 슬래그의 점도변화를 해석하여 점도해석모델들의 적용성을 비교분석하였다. 본 연구에서 선정한 가스화기 설계탄의 회 성분을 토대로 슬래그의 점도를 계산한 결과 점도해석 모델별로 온도에 대한 점도 값이 매우 상이하게 예측되었다. 또한 설계탄에 대한 점도예측 모델들을 적용한 계산결과로부터 슬래그의 점도가 80 poise가 되는 온도인 $T_{80}$이 매우 높은 값으로 예측되었다. 따라서 가스화기의 운전온도에서 용융 슬래그를 원활하게 배출하기 위해서 설계탄에 Flux를 첨가하여 슬래그의 점도를 낮추어 줄 필요가 있음을 알았다. 기존의 점도예측 모델들 중에 점도 예측 값이 중간치 정도의 경향을 보이는 Hoy가 개발한 모델을 기준으로 가스화기의 적정 운전온도에서 Flux로 첨가할 석회석 양을 산출하였다. 본 슬래그 점도모델들의 적용 결과로부터 실제 가스화기의 운전이나 설계에 슬래그의 특성을 파악하여 운전조건 도출이나 해석에 활용하기 위해서는 운전예정인 탄종에 대한 점도측정 실험을 병행하여 적정한 점도 예측모델을 선정하는 것이 중요함을 알 수 있었다.

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심장 일의 측정을 위한 수학적 모델링 (Mathematical Modeling for Estimation of Heart Work)

  • 서상호;;노형운;송지운
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.145-151
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    • 2012
  • 심장 일을 계산하여 혈관질환을 진단하는 방법이 새롭게 대두되고 있다. 이 연구의 목적은 혈관내의 두 지점에서 압력을 측정하여 점도 모델로부터 압력 펄스 및 심장 일을 구하는 수학적 모델을 개발하는 것이다. 심장 일을 측정하기 위해서 커프로부터 구한 혈압과 펄스파에 대한 의료 정보를 활용하였다. 본 연구의 목적은 혈관 내 두 측정점 사이의 펄스파를 이용하여 심장 일을 구하기 위한 수학적 모델의 개발이다. 심장 일은 Casson 및 Hershel-Bulkery 점도모델과 Windkessel 모델을 이용하여 구하였다. Casson 점도 모델과 Hershel-Bulkley 점도 모델을 이용하여 근위부에서의 컴플라이언스 값은 차이가 없으나 원위부에서 값은 큰 차이가 나타났다.

준희박과 농축용액에서 약간의 유연성을 갖는 막대형 고분자의 다분산성이 회전확산 과 점도에 미치는 영향 (The Effect of Polydispersity on Rotational Diffusivity and Viscosity of a Slightly Flexible Rod-Like Polymer in Semidilute and Concentrated Solutions)

  • 정성은;이영철;정인재
    • 유변학
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    • 제1권1호
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    • pp.54-62
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    • 1989
  • 준희박과 농축용액에서 약간의 유연성을 갖는 강성막대형 고분자의 회전확산계수와 zero shear rate 점도를 예측하기 위해 한정된 강성 사슬모델이 제시되었다. 본 연구에서는 이제시된 모델을 분자량 분포를 갖는 다분산계로 확장시켰다. 분자들의 분자량 분포 (MW/Mn) 와 분포 함수를 알수 없기 때문에 해당분자에 가장 적당한 분자량 분포와 함수를 취하였다. 만약 이것들을 알고 있다면 제시된 모델로 회전확산계수와 zero shear rate 점도 등과 같은 인자들을예측할수 있었다. 단분산계의 경우와 같이 다분산계에서도 회전확산계수 의 평균분자 윤곽길이 의존도는 L-7 에 비례하는 것으로 나타났다. Doi와 Edwards 의 튜브 모델에 의한 L-9 과 다른 이유는 분자들의 거동을 관찰하기 위해 임의로 선정된 하나의 막 대형 고분자운동을 제약하는 정도가 심하지 않았으며 따라서 제약 완화시간도 훨씬 짧았기 때문이다. 더구나 점도와 회전 확산계수와 단분산계에서는 정성적으로 일치한데 제약 완화 시간도 훨씬 짧았기 때문이다. 더구나 점도와 회전적인 일치를 나타내었다. 이 모델로 기준 으로 하여 분자들의 길이와 종류에 관계없이 하나의 master curve를 그릴수 있었다.

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최적화기법을 이용한 Cross-WLF점도 모델 계수 추정 (Identification of Cross-WLF Viscosity Model Parameters Using Optimization Technique)

  • 김선용;박시환
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.623-632
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    • 2018
  • 본 논문은 최적설계기법을 적용하여 Cross-WLF 모델의 계수 값을 효과적으로 추정하는 것이다. 사출성형 공정의 해석에서 주로 사용되는 Cross-WLF 점도 모델은 온도와 전단율의 영향이 민감한 고분자의 유변학적 특성을 잘 모사하는 모델로 널리 사용되고 있다. 정확한 폴리머 유변학적 특성 예측을 위해서는 정확한 Cross-WLF 계수 값의 추정은 필수이다. 실험적으로 획득한 데이터의 점도 값과 Cross-WLF의 계수 값을 설계변수로 가정하여 계산한 점도 값이 일치한다면, 최적화 기법을 통해 정의된 Cross-WLF모델이 실험 데이터를 정확하게 모사하는 것이라 할 수 있다. 이러한 Cross-WLF 모델을 통해 계산된 점도와 실험 데이터의 차이를 최소화하는 목적함수로 Cross-WLF의 계수 값을 설계변수로 정의하여 연구를 수행하였다. 본 논문에서 제시한 최적화기법의 타당성으로 확인하기 위하여 몇개의 소재를 대상으로 하여 Moldflow에서 제공하는 Cross-WLF 계수 값과 본 논문에서 제안한 방법으로 획득한 계수 값를 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 또한, Moldflow Plastic Lab의 실제 측정 데이터를 활용하여 추정한 결과 제안한 방법의 효율성 및 타당성을 입증하였다.

IGCC용 분류층 석탄가스화기 내부에서의 슬래그 거동 예측 (Prediction of Slag Behavior in an Entrained Flow Coal Gasifier for IGCC)

  • 정재화;지준화;이중원;김시문;서석빈;박호영
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.75.2-75.2
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    • 2011
  • 고온고압에서 운전되는 IGCC용 분류층 석탄가스화기는 석탄에 포함된 회 성분을 대부분 용융 슬래그 형태로 가스화기 벽을 타고 흘러내리게 하여 가스화기 하부로 배출시킨다. 이러한 용융 슬래그를 원활하게 배출시키는 것은 가스화기의 안정적인 운전에 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 슬래그 층 내의 물질수지, 운동량 및 에너지 보존을 고려하여 석탄가스화기내의 슬래그 거동을 해석할 수 있는 모델 식을 유도하였다. 유도된 슬래그 거동 모델 식들을 적용하고 가스화기의 형상을 고려하여 가스화기 내부에서의 슬래그 거동을 해석하였다. 또한 슬래그 물성치들인 슬래그 점도, 슬래그 비열, 슬래그 밀도, 슬래그 열전달 계수 등을 슬래그의 조성 변화에 따라 별도로 산정하여 슬래그 해석의 입력 데이터로 사용하였다. 슬래그에 첨가되는 석회석의 비율을 해석의 주요 변수로 사용하여 가스화기 하부에서 용융 슬래그 및 고체 슬래그 두께, 용융 슬래그 층 내부에서의 슬래그 점도분포 및 슬래그 속도분포 등 슬래그 거동의 주요 특성들을 예측하였다. 해석결과로 석탄에 석회석의 첨가량을 증가시키면 슬래그의 임계점도온도(temperature of critical viscosity)와 점도가 낮아지므로 가스화기 벽면에서의 용융 슬래그의 유동속도는 빨라지며, 고체 슬래그와 용융 슬래그의 두께가 감소하는 것을 정량적으로 확인할 수 있었다.

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포장용 링타입 고무막 One-way 밸브의 가스배출압력 예측을 위한 수학적 분석 모델 (Analytical Model for Predicting Degassing Pressure of the One Way Valve with Ring Type Rubber Disk for Packaging)

  • 오재영;이진용;유하경
    • 한국포장학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.33-37
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    • 2016
  • 주로 커피포장에 사용되던 포장용 One-way 가스배출밸브(아로마 밸브)가 최근 발효건강기능식품이나 전자렌지 조리용 즉석식품 포장 등 다양한 영역으로 적용이 확대되고 있다. 포장 식품의 효과적인 신선도 유지와 보존성 향상을 위해서는 대상 식품에 따른 최적의 가스배출 압력을 유지하는 것이 중요하며, 이를 위해 다양한 개방압력(Open Pressure)을 가진 밸브를 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 국내에서 개발된 링타입 고무막을 이용한 식품 포장용 가스배출 밸브(Degassing Valve)에 대하여 오일의 표면장력, 고무막의 재질특성 및 구조 역학적 특성을 분석하여 개방압력 예측이 가능하도록 수학적 분석 모델을 개발하였다. 직관적으로 보면 오일의 점도가 밸브의 개방압력에 영향을 미칠 것으로 예상되지만, 이론상으로 점도는 유체 내부의 요인에 의한 특성이고, 표면장력은 서로 다른 상태의 계면에서 발생되는 특성이므로 점도와 표면장력은 서로 무관하다. 이에 대해 본 연구의 실험을 통해 오일의 점도가 표면장력과는 무관하고 결과적으로 밸브의 개방압력과도 무관함을 확인할 수 있었으며, 수학적 모델에 의한 이론값이 재료의 실험값과 유사한 경향의 결과를 확인함으로써 제안한 수학적 모델의 유효성을 확인할 수 있었다. 따라서, 이 모델을 통해 포장용 가스 배출 밸브의 압력 설계 및 품질 신뢰성 확보를 위한 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Lakatos 모델로 계산한 소다석회유리 점도와 조성과의 관계 분석 (Analysis of the relationship between soda-lime glass composition and viscosity calculated by Lakatos model)

  • 강승민;김창삼
    • 한국결정성장학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.246-250
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    • 2022
  • Lakatos 모델을 이용한 유리점도 추정법은 소다석회유리의 조성과 점도와의 관계를 가장 잘 추정할 수 있는 방법의 하나이다. Lakatos 모델은 SiO2, Al2O3, Na2O, K2O, CaO, MgO의 양을 입력하여 점도를 산출한다. 본 연구에서는 소다석회유리병 제조 공장에서 월별로 분석한 10개의 조성에서 점도 log η가 3, 6.6, 10, 12.3 Pa·s에서의 isokom 온도를 구하고, isokom 온도 변화가 어떤 조성 변화와 밀접한 상관관계를 갖는지 조사하였다. 그 결과 점도가 log η = 3에서의 isokom 온도는 (Si+Al)/O 값과 가장 밀접한 상관관계를 가지며, log η = 6.6에서의 isokom 온도는 1/Na 값과 밀접한 상관관계를 가짐을 알았다.

토석류 이동의 레올로지적 특성 (Rheological Characteristics of Debris Flows)

  • 김상규;서홍석
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제13권5호
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    • pp.125-132
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    • 1997
  • 토석류는 다양한 크기의 흙 입자와 물이 고루 섞여 점성을 가진 유체처럼 하방향으로 이동한다는 사실이 관찰되었다. 이 관찰로부터 토석류를 비선행적인 점도를 가진 비뉴톤 유체처럼 거동하는 것으로 간주할 수 있다. 이 논문에서는 토석류의 레올로지적 특성을 규명하기 위해 산사태 현장에서 채취한 시료를 가지고 점도계를 사용하여 일련의 점도시험을 수행하였다. 그 결과, 토석류는 비뉴톤 유체 중 빙함 소성 모델로 거동한다는 사실이 밝혀졌다. 이 모델을 이용하면 토 석류의 이동을 예측할 수 있다.

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점탄성 유체의 정압 열팽창계수, 밀도 및 전단속도 0에서의 점동에 대한 실험연구 (Experimental Study on the Isobaric Thermal Expansion Coefficient Density and Zero-shear-rate Viscosity of Viscoelastic Fluid)

  • 최민구
    • 유변학
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    • 제7권3호
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    • pp.181-191
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    • 1995
  • 점탄성유체의 물성치들 중 정압열팽창계수 및 밀도는 자연대류 열전달 연구에 전단 속도 0에서의 점도는 점탄성유체에 대한 모델들 사용 시 필요하다. 본 연구에서는 점탄성유 체이며 마찰 감소 첨가제, 유전자 분리용액동으로 사용하는 Separan AP-273 용액의 정압열 팽창계수, 밀도 및 전단속도 0에서의 점도에대한 농도 및 온도의 영향을 조사하였다. 작동유 체의 물성치들은 10~6$0^{\circ}C$의 온도범위와 100~20,000wppm의 농도범위에서 측정되었다. 작 동유체의 물성치들에 미치는 열주기와 노화의 영향을 조사하기 위해서 정압열팽창계수와 전 단속도 0에서의 점도를 교대로 두 번씩 측정했다. 정압열팽창계수 및 밀도를 측정하는 장치 의 측정 정밀도는 증류수에 대한 측정치와 문헌에 나타난 자료를 비교하여 얻었고 이는 $\pm$ 2%이내였다. Separan AP-273용액의 정압열팽창계수 및 밀도는 증류수의 값들로 대치될수 있다. 작동유체의 정압열팽창계수와 밀도는 열주기와 노화의 영향을 받지 않았다. 낙하식 점 도계를 사용해 측정한 겉보기점도 값들을 나타내느 flow curve에서 전단속도가 0이 되는방 향으로 겉보기점도를 외삽시켜 Separan AP-273용액에 대한 전단속도0에서의 점도를 얻었 다. 정압열팽창계수 측정 전후에 측정한 작동유체에 대한 전단속도 0에서의 점도는 열주기 와 노화로 인해 퇴화되었다.

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Sucrose-NaCl- 물의 3성분 혼합액체의 점도에 관한 연구 (Viscosities of Ternary Mixtures of Sucrose-Sodium Chloride-Water)

  • 오명숙
    • 한국식품과학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.66-70
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    • 1990
  • sucrose-Nacl-물의 3성분 혼합액체의 점도를 예측하기 위한 모델을 결정하기 위하여 온도 $10{\sim}40^{\circ}C$, NaCl농도 $1.0064{\sim}5.7037mol$, sucrose농도 $0.3436{\sim}2.5966mol$의 범위에서 점도 실험을 행한 결과 다음의 결과를 얻었다. NaCl용액의 점도는 식 (8)로, sucrose용액의 점도는 식 (5)로 나타낼 수 있었다. 또한 식 (8)과 (5)의 계수들은 강한 온도의존성을 가지고 있었고 식 (7)로 표현되었다. NaCl-sucrose-물의 3성분 혼합액체의 점도는 5개의 계수를 가진 다항식인 식 (9)로 상당히 정확하게 표현할 수 있었고, NaCl용액과 sucrose용액 사이에는 상호작용은 거의 없는 것으로 생각되었다.

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