• 제목/요약/키워드: 폭발 압력

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플라즈마 질화 기술의 현황 및 주요응용분야 (Technical trend of Plasma Nitriding Process and Its main applications)

  • 박현준;문경일
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.29-29
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    • 2014
  • 최근 화석에너지 고갈 및 에너지 수요의 폭발적 팽창을 해결하기 위하여 경량화와 내마모 측면에서 고효율 시스템을 적용한 자동차 및 각종 성형 기기들이 개발되고 있다. 특히 장치의 고성능화라는 요구조건을 충족시키기 위해서는 금속가공산업에서 표면개질의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 표면개질에는 일반적으로 표면의 성질을 개선하여 마모(abrasion) 및 국부 압력(local stress) 또는 피로(fatigue), 마식(wear and corrosion)에 견디게 하여 부품의 수명증대와 제품의 소형화에 기여하고 있다. 이러한 표면개질법에는 경질의 물질을 표면에 코팅시켜 재료표면의 특성을 향상시키는 방법과 금속의 표면에 다른 원소를 침투 및 확산시키는 방법으로 나눌 수 있다. 확산방법으로 침탄, 질화, 보로나이징, 크마이징 처리 방법 등이 있다. 상업적으로 가장 많이 사용되는 표면 개질법은 침탄기술로서, 고온에서 짧은 시간내에 물성 향상이 가능하지만, 강의 변태점 이상의 온도에서 진행됨으로서, 변형에 따른 문제가 발생되어 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다. 반면, 질화법은 변태점 이하의 저온에서 철강 표면에 N을 침투시켜 강을 경화시키는 특징을 가진다. 변형이 적고 질소원자가 강내에 침투함으로 인해 내마모성, 내피로성, 내식성 등의 물리적 성질을 향상시키는 점에서 유리하여 각종 정밀 부품 및 자동차 부품, 금형 등에 많이 사용된다. 또한, 경도 향상 및 결정구조의 영향으로 코팅처리시 모재와 코팅 층의 밀착력 향상을 가져오면 이러한 이유로 코팅 층의 하지 층으로써 각광 받고 있다. 본 발표에서는 플라즈마 질화의 이해를 높이기 위해 관련 기술에 대한 전반적인 소개와 향후 플라즈마 질화 기술의 적용이 기대되는 침탄대체 적용 가능 부품, 침류질화 기술, PECVD 공정과의 접목 등 산업적은 응용 측면에서 응용 분야에 대한 소개를 진행하고자 한다.

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VISAR를 이용한 격벽 착화 모듈 특성 연구 (Studies on Through-Bulkhead Initiation Module Using VISAR)

  • 장승교;백성현
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.217-225
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    • 2010
  • 격벽 착화 모듈은 도우너 화약이 폭발하면서 발생한 충격파가 격벽을 통해 억셉터 화약에 전달되었을 때 동작한다. 격벽 착화 모듈의 가장 중요한 설계 요소인 격벽의 최소 두께를 결정하기 위하여 구조해석을 수행한 결과 격벽의 두께가 0.1 mm 이상인 경우 구조적으로 충분한 마진이 있음을 확인하였다. 격벽의 적정 두께를 결정하기 위하여 VISAR 간섭계를 이용하여 억셉터 화약 충전면에서 자유 표면 속도를 계측하였다. 이 속도를 이용하여 충격 압력으로 환산하고 그 결과를 억셉터 화약의 반응 민감도와 비교함으로서 격벽 두께에 따른 격벽 착화 모듈의 작동 신뢰도를 계산하였다.

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노크이론 확립을 위한 말단가스 온도 및 압력 경과이력 (A study on the development of temperature and pressure at the end-gas zone during the combustion period to establish the knock theory)

  • 이성열;오영일
    • 오토저널
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    • 제15권1호
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    • pp.28-36
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    • 1993
  • Present-day there are two of theories which have considerable scientific support to explain the knock phenomenon in S.I. engine, the detonation theory and the autoignition theory. But they still have some problems to explain effects of knock parameters, i.e.. compression ratio, spark timing, mixture quality, engine speed, ect, on knocking process in S.I. engine. Accordingly, it is essential to find out whish is more adequate theory of two and to develop the method of analyzing knock phenomenon, that is the aim of this paper. The Authors develop the method of predicting transient temperature and pressure at the end-gas zone during the combustion period and analyze knocking process by this method based on the knock theories. The caluculated values based on the autoignition theory show reasonablly correct relations between knock parameters and knock process but there is no evidence of knock occurred by detonation theory through the calculation according to the all parameters. The authors find out that the autoignition theory is more adequate than detonation theory to analyze knocking process in S.I. engine.

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발파에서 가이드공의 균열제어 유효성에 관한 실험적 연구 (A Study on the Effectiveness of a Guide Hole on Crack Growth Control in Blasting)

  • 이희광;김승곤;조상호
    • 터널과지하공간
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    • 제20권2호
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    • pp.125-130
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    • 2010
  • 화약류를 이용한 발파에서 가이드공의 균열제어효과를 검토하기 위하여 모르타르 공시체를 이용한 발파실험을 수행하였다. 모르타르 블록의 중앙에 장약공을 설치하고 주변에 방사상으로 4종류의 가이드공을 각각 두 개씩 설치하였다. 4종류의 가이드공은 원형, 노치형, 다이아몬드형, 다이아몬드 홀더형이며, 장약공과 가이드공의 간격은 각각 110 mm, 165 mm, 220 mm으로 하여 3가지 형태의 모르타르 공시체를 제작하였다. 발파 실험 후 공시체에 대한 분석결과, 적용된 가이드공 모두 균열제어효과를 보였으며 같은 폭발압력에서는 노치 가이드 공이 보다 높은 균열제어효과를 나타내었다.

선박용 디젤 엔진의 구조진동에 의한 방사소음 해석 (Radiated Noise Analysis of Marine Diesel Engine from Structural Vibration)

  • 김대환;정의봉;박정근;홍진숙
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.26-34
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    • 2008
  • This paper summarizes a design procedure of radiated noise from engine blocks of marine engines. This air-borne noise is one of the significant noise contributors including the aeroacoustic noise due to intake and exhaust and the re-radiation due to structure-borne noise. Excitation forces by engine operations are evaluated taking into account the power generation mechanism from the burning process to the subsequence motion of internal parts; piston, connecting rod, and crank shaft. The acoustic transfer vector method is incorporated to effectively simulate the radiated noise field under the various operation conditions. A contribution analysis for the various excitations to the radiated noise is conducted. It is found that the firing pressure is the main source of the radiated noise, and so the structure of the cylinder can be modified to significantly reduce the radiated noise from the engine block.

VISAR을 이용한 격벽 착화 모듈 특성 연구 (Studies on Through-Bulkhead Initiation Module using VISAR)

  • 장승교;백성현
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.16-24
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    • 2010
  • 격벽 착화 모듈은 도우너 화약이 폭발하면서 발생한 충격파가 격벽을 통해 억셉터 화약에 전달되었을 때 동작한다. 격벽 착화 모듈의 가장 중요한 설계 요소인 격벽의 최소 두께를 결정하기 위하여 구조해석을 수행한 결과 격벽의 두께가 0.1 mm 이상인 경우 구조적으로 충분한 마진이 있음을 확인하였다. 격벽의 적정 두께를 결정하기 위하여 VISAR 간섭계를 이용하여 억셉터 화약 충전면에서 자유 표면 속도를 계측하였다. 이 속도를 이용하여 충격 압력으로 환산하고 그 결과를 억셉터 화약의 반응 민감도와 비교함으로서 격벽 두께에 따른 격벽 착화 모듈의 작동 신뢰도를 계산하였다.

내압방폭구조에서 수소-공기와 아세틸렌-공기 혼합가스의 폭발압력과 상대습도의 상관관계 분석 (Relationship Analysis between Relative Humidity and Explosion Pressure of Hydrogen-Air and Acetylene-Air Mixtures in Flameproof Enclosure )

  • 김용태;정기효
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.101-107
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    • 2022
  • To test a flameproof enclosure for the safety certificate, a reference pressure of explosion needs to be determined. However, the explosion pressure may be changed according to relative humidity of explosive gases. Therefore, the guideline on relative humidity should be recommended for measuring the explosion pressure for accurate and reproducible testings. This study examined the relationship of explosion pressure with relative humidity of hydrogen (31 vol %)-air and acetylene (14 vol %)-air mixture gases. The explosion pressures were measured by increasing the relative humidity of the gases by 10 % from dry state to 80 % in a cylindrical explosion enclosure of 2.3 L. on ambient temperature and atmospheric pressure (1 atm). The maximum explosive pressures were remained almost constant until the relative humidity reached 10 % for the hydrogen-air mixture and 20 % for the acetylene-air mixture. However, the maximum explosive pressures linearly decreased as the relative humidity increased. Based on the results of the study, it would be recommended to use 10 % relative humidity for the hydrogen-air mixture and 20 % for the acetylene-air mixture as the critical value in testing a flameproof enclosure.

금속폭발억제재가 충진된 LPG 탱크의 비정상 열전달 및 압력변화 해석 (Transient Analysis of Heat Transfer and Pressure Variation for LPG Tank with Metal Explosion Suppression Material)

  • 김호영;장효환;전철균
    • 대한설비공학회지:설비저널
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    • 제16권4호
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    • pp.406-414
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    • 1987
  • As one of the explosion suppression methods of LPG tank exposed to hot environment by an accident or fire, some material which has large heat capacity and thermal conductivity can be installed inside the LPG tank in order to suppress the temperature increasement of tank wall. In the present study, theoretical model for the horizontally locating cylindrical LPG tank with and without the aluminum explosion suppression material has been developed to predict the characteristics of system. As a parametric study, effects of two major parameters, thickness of material filling and initial vapor volume fraction, on the time variation of wall temperature, temperature and pressure in tank are numerically examined. The results of present study show that the thickness of material filling does not give big differences in the suppression characteristics when the thickness of filling is larger than three inches. In case of material filling, there are marked suppression effects to the increase-ment of wall temperature, average vapor temperature and pressure in tank compared with the case of no filling.

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상대습도에 따른 가스 그룹 IIB, IIA, I의 폭발압력 분석 (Effect of Relative Humidity on Explosion Pressure for Gas Group IIB, IIA, and I)

  • 김용태;정기효
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.51-58
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    • 2023
  • Determination of explosion reference pressure is important in designing and testing flameproof enclosures (Ex d). Although relative humidity affects to explosion pressure, its effect is not well investigated for the gas group IIB, IIA, and I. This study tested explosion pressure for Ethylene (8 vol.%), Propane (4.6 vol.%), and Methane (9.8 vol.%), which are the representative gas of the gas group IIB, IIA, and I, at ambient temperature and atmospheric pressure (1 atm) under different relative humidity (0% ~ 80%). Ethylene- and Propane-air mixed gases generally tended to decrease as the relative humidity increased; however, explosion pressure was largely dropped at 20% of relative humidity compared to 0% and 10% of relative humidity. On the other hand, Methane-air mixture gas showed similar pressures at 0% and 10% of relative humidity; but no explosion occurred at more than 20%. The results of this study can be used in setting a testing protocol of explosion reference pressure for designing and testing a flameproof enclosure.

확장챔버를 적용한 방호터널 내부의 CFD 해석 기반 폭발압력 평가 (CFD-Based Overpressure Evaluation Inside Expansion Chamber-Applied Protective Tunnels Subjected to Detonation of High Explosives)

  • 신진원;방승기
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.25-34
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    • 2023
  • This paper presents a computational fluid dynamics (CFD) analysis to investiagate the effect of expansion chamber on overpressure reduction in protective tunnels subjected to detonation of high explosives. A commercial CFD code, Viper::Blast, was used to model the blast waves in a protective tunnel with a length of 160 m, width of 8.9 m and height of 7.2 m. Blast scenarios and simulation matrix were establihsed in consideration of the design parameters of expansion chamber, including the chamber lengths of 6.1 m to 12.1 m, widths of 10.7 m to 97 m, length to width ratios of 0.0 to 5.0, heights of 8.0 m and 14.9 m, and ratios of chamber to tunnel width of 1.2 to 10.9 m. A charge weight of TNT of 1000 kg was used. The mesh sizes of the numerical model of the protective tunnel were determined based on a mesh convergence study. A parametric study based on the simulation matrix was performed using the proposed CFD tunnel model and the optimized shape of expansion chamber of the considered tunnel was then proposed based on the numerical results. Design recommendations for the use of expansion chamber in protective tunnel under blast loads to reduce the internal overpressures were finally provided.