• 제목/요약/키워드: 평형기계

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UHV-ECRCVD를 이용한 SiGe 저온에피성장 및 임계두께에 관한 연구

  • 주성재;황석희;황기현;윤의준;황기웅
    • 한국진공학회지
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    • 제4권S1호
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    • pp.196-201
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    • 1995
  • 새로운 증착방법인 UHV-ECRCVD를 이용하여 기판온도 $440^{\circ}C$의 저온에서 격자이온이 일어나지 않고 완벽한 정합상태를 유지하고 있는 무전위 SiGe 에피박막을 성장시켰다. 박막의 두께는 기계적 평형이론(mechanical equilibrium theory)인 Mattews-Blakeslee 임계두께를 초과하였으며, 따라서 본 연구에서 사용하는 낮은 기판온도에 의해 격자이완이 억제되고 있음을 알았다. 한편 성장시에 가해주는 GeH4의 유량이 증가함에 따라 박막내에 GeH4으로부터 생성된 무거운 ion의 기판입사량이 증가하여 격자손상(lattice damage)에 의한 결함이 증가하므로 높은 Ge 함량을 갖는 무전위 SiGe 에피박막을 얻을 수 없었다. 그러나 전체압력을 증가시켜서 에피층을 성장시키면 격자손상에 의한 결함은 생성되지 않았으며, 따라서 전체압력을 증가시키면 높은 Gegkafid을 갖는 무전위 SiGe 에피박막을 성장시킬 수 있을 것이라고 생각된다. 이것은 전체압력 증가로 인해 ECR 플라즈마 안의 전자온도가 감소하여 성장을 주도하는 활성종(reactive species)이 ion에서 radical 로 바뀌기 때문이라고 추정하였다. 본 연구에서는 박막의 Ge 함량이 증가함에 따라 에피층의 성장속도가 증가하는 현상을 관찰하였다. 따라서 ECR 플라즈마를 사용하는 본 연구에서도 표면에서의 수소탈착이 성장속도결정단계임을 알 수 있었다. 한편 인입률(incorporation ratio)은 1에 근접하였으며, 이것은 플라즈마에 의한 원료기체의 분해과정이 thermal CVD와는 달리 무차별적으므로 SiH4과 GeH4의 분해효율이 크게 다르지 않기 때문이라고 추정하였다.

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곡류 및 버섯류의 평형함수율 및 박층건조방정식에 관한 연구(I) -벼의 박층건조방정식 - (Equilibrium Moisture Contents and Thin Layer Drying Equations of Cereal Grains and Mushrooms (I) - Thin Layer Drying Equations of Short Grain Rough Rice -)

  • 금동혁;박춘우
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제22권1호
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    • pp.11-20
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    • 1997
  • Thin layer drying tests of short gain rough rice were conducted in an experimental dryer equiped with air conditioning unit. The drying tests were performed in triplicate at three air temperatures of $35^circ$, $45^circ$, $55^circ$, and three relative humidities of 40%, 55%, 70%, respectively. Previously published thin layer equations were reviewed and four different models widely used as thin layer drying equations for cereal grains were selected. The selected four models were Pages, simplified diffusion, Lewis's and Thompson's models. Experimental data were fitted to these equations using stepwise multiple regression analysis. The experimental constants involved in tow equations were represented as a function of temperature and relative humidity of drying air. The results of comparing coefficients of determination and root mean square errors of miosture ratio for low equations showed that Page's and Thompsons models were found to fit adequately to all drying test data with coefficient of determination of 0.99 or better and root mean square error of moisture ratio of 0.025.

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Sounding Rocket용 고성능 추진제 조성연구 (High-performance propellant development for Sounding Rocket)

  • 김혜림;원종웅;최성한;이원복
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.356-359
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    • 2011
  • 본 연구에서는 관측로켓에 적용 가능한 고성능 추진제 조성개발에 대해 연구하였다. 관측로켓은 다양한 대기권영역에서 관측하기 위해 여러 단을 구성할 수 있는 로켓을 개발을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 2단으로 구성된 관측로켓을 기본으로 HTPB/AP 계열의 조성을 기본으로 설정하였다. 화학평형계산기(CEA) code와 내탄도 해석의 이론적인 성능해석을 통한 고성능 추진제 개발 가능성을 입증하였고, 1G/L mixer를 이용하여 조성시험을 실시하여 제작한 시편으로 instron tensile tester와 strand burner를 이용하여 추진제의 기계적 특성과 연소속도를 확인하였다. 최종적으로는 6inch급의 표준모타를 제작, 지상연소시험을 통하여 고성능 추진제 개발 가능성을 확인한다.

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CO2냉매용 제어밸브의 응답 특성 (Transient Response Analysis of a Control Valve for CO2 Refrigerant)

  • 김보현;장지성
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제15권4호
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    • pp.11-16
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    • 2018
  • Pilot operated control valve for $CO_2$ refrigerant is a valve that can perform various functions according to the user's intention by replacing pilot units, widely used for flow rate, pressure, and temperature control of refrigeration and air conditioning systems. In addition, $CO_2$ refrigerant, that requires high pressure and low critical temperature, can be installed and used in all positions of the refrigeration system, regardless of high or low pressure. In this paper, response characteristics are modeled and analyzed based on behavior of the main piston of the pilot-operated control valve. Although various factors influence operation of the main piston, this paper analyzes the effect of equilibrium pressure depending on valve installation position and application, and inlet and outlet orifice size of the load pressure feedback chamber to determine feedback characteristics of the main piston. As a result, it was possible to quantitatively analyze the effect of change in equilibrium and load pressure feedback chamber flow path size on the change in main piston dynamic and static characteristics.

사용자 환경 모니터링을 위한 소형 자가발전 무선 데이터 송수신 시스템 개발 (Fabrication of Portable Self-Powered Wireless Data Transmitting and Receiving System for User Environment Monitoring)

  • 장순민;조수민;정윤수;김재형;김현수;장다연;라윤상;이동한;라문우;최동휘
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권2호
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    • pp.249-254
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    • 2022
  • 최근 반도체와 같은 정보통신 기술의 발전과 함께 사물인터넷(IoT) 기술 발전이 급격히 이루어지면서 센서와 무선 통신 기능을 내장하여 주변 사물 및 환경 조건을 감지 및 분석하여 대응하는 원격 환경 모니터링 기술이 주목받고 있다. 하지만, 기 개발된 원격 환경 모니터링 시스템은 모두 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 시·공간적 기기 사용의 제한을 야기하여, 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 생체 역학적 에너지의 역학적 특성이 고려된 기구학적 설계 기반 전자기 발전 소자(Electromagnetic generator, EMG)를 개발함으로써 이의 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구동을 위한 전원 공급 장치로써 활용한다. 낮은 진동 주기 및 큰 진폭 변화의 역학적 특성을 지닌 생체 역학적 에너지를 효과적으로 이용하기 위해 자석의 기구학적 배치를 통한 깨지기 쉬운 힘의 평형을 유도하는 Levitation-EMG (L-EMG)를 설계했다. 이를 통해, L-EMG는 외부 진동에 민감하게 반응하여 자석과 코일 간의 효과적인 상대 움직임을 야기하여 고품질 전기 에너지 공급을 가능하게 했다. 뿐만 아니라, 실제 환경 감지 센서와 무선 통신 모듈의 필요 전력을 최소화하기 위한 마이크로 컨트롤러(Micro control unit, MCU)를 구성하였으며, 내장기능 중 저전력모드(Sleep mode)를 접목하여 소비전력의 최소화 및 이의 구동시간 증가를 달성했다. 최종적으로 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 휴대폰 어플리케이션을 구축하여 손쉽게 주변 환경 모니터링을 가능하게 했다. 따라서, 이번 연구는 생체역학적 에너지를 이용한 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구축 가능성을 검증할 뿐만 아니라, 더 나아가 별도의 외부 전원 없이 주변 환경 모니터링이 가능한 설계 방안을 제시할 수 있다.

유정용 강관의 미세조직 및 기계적 성질에 미치는 열처리의 영향 (Effect of Heat Treatments on the Microstructures and Mechanical Properties of OCTG)

  • 최종민;노상우;이원재
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.252-261
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    • 2017
  • 본 연구에서는 유정용 강관의 열처리 조건에 따른 미세조직 및 기계적 성질을 조사하였다. 실험에 사용된 유정용 강관의 종류는 J55 강재를 사용 하였고, 열처리 조건은 각각 오스테나이트 처리온도 ($880^{\circ}C$, $910^{\circ}C$, $940^{\circ}C$), 냉각방식 (수냉, 유냉), 템퍼링 온도 (미실시, $550^{\circ}C$, $650^{\circ}C$) 이다. 열처리 조건에 따라 얻어지는 미세조직을 예측하기 위해 J55 강재의 화학적 성분을 기준으로 평형상태도와 CCT 곡선을 시뮬레이션 하였으며, 그 결과 A1, A3 온도가 약 $20^{\circ}C$ 감소 하는 결과를 얻을 수 있었다. 냉각속도에 따라 마르텐사이트, 베이나이트, 페라이트등 예상되는 미세조직을 정성적으로 알 수 있었고 이 결과는 실제 실험값과 유사한 양상을 나타내었다. 오스테나이트 처리온도가 증가 함에 따라 구 오스테나이트 결정립이 조대화 되었으며, 특히 $920^{\circ}C$ 이상에서 결정립 크기가 급격히 증가하였다. 따라서 결정립 미세화 효과에 따라 경도와 강도는 감소 하였다. 열처리 조건이 변화함에 따라 마르텐사이트, 베이나이트, 페라이트 등 다양한 조직이 생성되었으며, 이는 경도, 강도 및 연신율에 큰 영향을 미쳤다. 수냉의 경우 마르텐사이트 조직이, 유냉의 경우 베이나이트와 페라이트 조직이 형성되었으며 수냉한 시편이 더 우수한 기계적 성질을 나타내었다. 템퍼링 처리후 마르텐사이트 조직 내에 FeC 석출물이 생성되었고 템퍼링 처리온도가 증가함에 따라 FeC석출물이 조대화되면서 인성이 향상되었다.

공기흐름 변경으로 임펠러의 수명연장과 전력비 절감을 위한 송풍기 개발을 위한 수치해석 (Numerical Analysis for the Development of a Blower to Extend the Life of the Impeller and Reduce Power Costs by Changing the Air Flow)

  • 김일겸;박우철;손상석;김용남
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.192-199
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    • 2020
  • 본 연구는 요구되는 전압효율이 83% 이상인 풍량 10,000 ㎥/min급의 장수명 송풍기를 개발하기 위하여 송풍기 침식 현상을 조사하고, 수치해석을 통하여 송풍기 성능과 송풍기 침식을 예측하였다. 송풍기 해석에 주로 많이 사용되는 검증된 상용코드인 ANSYS CFX 13.0을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석에 사용된 조건은 풍량 16,200 ㎥/min, 회전수 893 rpm, 온도 330 ℃이다. 분진의 비중은 3.15이고, 입도는 90㎛~212㎛이며, 양은 265kg/min으로 하였다. 송풍기로 유입되는 분진으로 인한 송풍기의 침식현상을 정확히 해석하기 위하여 수직복원계수의 변화에 따른 침식 현상을 실제 침식현상과 비교하였다. Finne 모델을 적용하여 수치해석을 수행한 결과 평형복원계수는 1, 수직복원계수는 0.1인 경우가 실제 침식현상과 유사하게 나타났다. Duct deflector가 침식에 관하여 미치는 영향을 살펴보기 위하여 Duct deflector가 있는 모델과 없는 모델을 비교하여 침식해석을 수행하였다. 수치해석의 결과, Duct deflector를 설치한 경우 Impeller에서 평균 167% 감소하고, Boss에서는 평균 133% 증가하는 경향으로 나타났다. Dust deflector의 길이에 따라 총 5가지 모델을 생성하고, 이에 대하여 침식 수치해석을 수행하였으며, 길이가 가장 긴 Case 5가 침식성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. Case 5의 송풍기 성능은 회전수 880 rpm, 풍량 16,200 ㎥/min일 경우, 전압 691.7 mmAq와 전압효율 83.3%로 나타났다.

관계습도(關係濕度)와 목재(木材)의 평형함수량(平衡含水量)과의 관계(關係)에 대(對)한 연구(硏究) (The Equilibrium Moisture Content - Relative Humidity Relationship of Tropical Woods)

  • 심종섭
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제10권3호
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    • pp.4-12
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    • 1982
  • 1. 이 실험은 미국 Dept. of Navy의 위촉(委囑)을 받아 School of Forestry, Yale University에서 실시중인 열대산(熱帶産) 재목(材木)이 물리적(物理的) 기계적(機械的) 성질(性質) 연구계획(硏究計劃)의 일부(一部)로써 동대학(同大學) 목재공예연구실(木材工藝硏究室)에서 실시(實施)하였다. 2. 이 실험은 연구소에 장치(裝置)된 적은 실험설비를 이용(利用)하여 일정(一定)한 관계습도(關係濕度)(21%, 53%, 61% 그리고 83%등(等))를 조절하면서 各 관계습도(關係濕度) 밑에서 각(各) 시험편을 가질 수 있는 평형합수량(平衝含水量) equilibrium moisture content와 hysteresis loop 즉 relative humidity moisture content curve을 결정(決定)하기 위하여 실시하였다. 3. 이 실험을 통(通)하여 목적(目的)한 바 열대재(즉(卽) Ocotea, Tabebuia 그리고 Hymenaea)의 관계 습도에 따라 equilibrium moisture content와 이때에 일어나는 hysteresis loop를 알게 되었으며 각(各) 수종의 관계습도에 따른 equilibrium moisture content는 Table 4과 같으며 hysteresis loop 관계(關係)는 Fig. 2.3.4와 같다. 4. 이 실험을 통(通)하여서도 과거(過去) 모는 실험결과에서 보는 것과 같이 각(各) 수종에 따라 같은 관계습도에서 가질 수 있는 equilibrium moisture content에 상당(相當)한 차이(差異)를 볼 수 있었으며 그 차이(差異)는 관계습도가 높을수록 큰 경향(傾向)을 띠우고 따라서 hysteresis loop의 shape 에도 각기(各其) 그 고유(固有)한 특징(特徵)을 볼 수 있다. 5. 대기중(大氣中)에 있는 큰 재목(材木)이 가질 수 있는 평형함수량(乎衝含水量)(E M C) 은 Table 6와 같으며 이것 역시(亦是) 적은 시험편(試驗片)으로 시험(試驗)하여 얻은 결과(結果)와 같이 나무 종류(種類)에 따라 차이(差異)가 있고 그 차이(差異)는 관계습도(關係濕度)가 높으면 높을수록 크다는 것을 알게 되었다. 6. 재목(材木)의 생산지(生産地)가 다르면 즉 남방(南方) 열대지역(熱帶地方)에서 생산(生産)하는 것과 온대지방(溫帶地方)에서 생산(生産)되는 나무사이에는 나무 종류(種類)가 달라서 직접(直接) 비교(比較)는 안되나 나무 종류별(種類別)로 보면 역시(亦是) 이와같은 목재(木材)의 물리적(物理的) 성질(性質)에 확실(確實)히 차이(差異)가 있었다는 것을 알게 되었다.(참조(參照) Table 5) 7. 이 실험결과를 발표(發表)함에 있어 친(親)히 충고(忠告) 지도(指導)하여 주신 Wangaard와 Dickinson 양(兩) 교수님과 재과(材科) 주선(周旋)에 수고(受苦)를 아끼지 않고 전심(全心) 도와 주신 Mr. R. C. Claneh 씨(氏)등에게 충심(衷心)으로 감사(感謝)의 뜻을 표(表)하는 바이다.

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곡류 및 버섯류의 평형함수율 및 박층건조방정식에 관한 연구(II) - 표고버섯에 대하여 - (Equilibrium Moisture Contents and Thin Layer Drying Equations of Cereal Grains and Mushrooms (II) - for Oak Mushroom (Lentinus erodes) -)

  • 금동혁;김훈;홍남운
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제27권3호
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    • pp.219-226
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    • 2002
  • Desorption equilibrium moisture contents of oak mushroom were measured by the static method using salt solutions at flour temperature levels of 35$\^{C}$, 45$\^{C}$, 55$\^{C}$ and 6$\^{C}$ and five relative humidity levels in the range from 11.0% to 90.8%. EMC data were fitted to the modified Henderson, Chung-Pfost, modified Halsey and modified Oswin models using nonlinear regression analysis. Drying tests far oak mushroom were conducted in an experimental dryer equipped with air conditioning unit. The drying test were performed in triplicate at flour air temperatures of 35$\^{C}$, 45$\^{C}$, 55$\^{C}$ and 65$\^{C}$ and three relative humidities of 30%, 50% and 70% respectively. Measured moisture ratio data were fitted to the selected four drying models(Lewis, Page, simplified diffusion and Thompson models) using stepwise multiple regression analysis. The results of comparing root mean square errors for EMC models showed that modified Halsey was the best model, and modified Oswin models could be available far oak mushroom. The results of comparing coefficients of determination and root mean square errors of moisture ratio for four drying models showed that Page model were found to fit adequately to all drying test data with a coefficient of determination of 0.9990 and root mean square error of moisture ratio of 0.00739.

고습도 유닛쿨러를 사용하는 저온저장고의 배 저장효과

  • 윤홍선;이원옥;정훈;이현동
    • 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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    • 한국식품저장유통학회 2003년도 춘계총회 및 제22차 학술발표회
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    • pp.140-140
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    • 2003
  • 신선한 채소나 과일은 무게의 74~94%에 상당하는 수분을 함유하고 있는데, 이러한 수분은 자칫하면 빠져나가기 쉽다. 품질이 우수한 채소나 과일이라도 수분손실이 생기면 다시는 보충할 수 없기 때문에 겉껍질을 마르고 쭈글쭈글하게 되어 품질등급과 가격결정에 손해가 된다. 또 무게의 5~l0%까지 수분이 줄어들면 상품성을 잃게되고, 무게단위로 판매되는 채소와 과일은 수분손실이 곧 무게감소이므로 총수입도 줄어드는 원인이 된다. 따라서 채소나 과일을 수확 한 후에 수분손실이 생기지 않도록 잘 관리하는 것은 농가소득과 직결되는 중요한 일이다. 그러나 기존의 저온저장고들은 저장고 내의 상대습도가 70~85%의 범위로 조성되고 있으며, 이러한 저습도의 문제를 해결하기 위하여 저장고의 바닥에 물을 뿌리는 등의 작업을 하고 있으나 문제가 해결되지는 않는다. 이에 따라 농업기계화연구소에서는 저온저장고 내의 상대습도를 90% 이상으로 유지할 수 있는 유닛쿨러를 '01년에 개발하였고,'02~'03년에 이것을 실제로 농가의 저온저장고에 설치하여 그 효과를 실증하였는데 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 현장연구에 사용된 저온저장고는 천안시에 있는 이진기 농가의 25평형 배 저온저장고 2동이었으며, 한 동은 시험구로 한 동은 대조구로 사용하였다. 2. 배의 저장온도는 0~-0.2$^{\circ}C$이었고, 상대습도는 대비 저온저장고의 경우 75~90% 범위에 있었으나 신기술투입 저온저장고에서는 98%로 유지되었다. 또 냉각기에 생기는 얼음을 제거하기 위해 작동되는 전기히터의 작동시간은 대비 저온저장고에서는 하루에 7회, 회당 45분 씩 이었고, 신기술 투입 저온저장고에서는 하루에 1회, 회당 30분 씩 이었다. 3. 배를 플라스틱 상자에 담아 저장할 때 대비 저온저장고에서는 111일 동안에 11.7%의 중량감모가 발생하였으나, 신기술투입 저온저장고에서는 5.6%의 중량감모만이 발생하여 약 50%의 중량감모를 줄일 수 있었으며, 배의 색깔이나 경도도 대비구 보다 우수하였다. 4. 배를 비닐로 포장하여 대비 저온저장고에 저장한 경우와 비닐로 포장하지 않고 신기술투입 저온저장고에 저장한 경우를 비교할 때 11월~다음해 1월 까지는 중량감모, 과피색깔 및 경도에 큰 차이가 없었으나, 2월부터는 비닐로 포장하여 대비 저온저장고에 저장한 배의 품질변화가 급격히 증가되어 중량감모, 과피색깔 및 경도가 신기술 투입시 보다 급속하게 나빠졌다.

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