• Journal of Welding and Joining
• /
• v.5 no.1
• /
• pp.23-33
• /
• 1987

Plasma arc cutting is a fusion cutting process in which a gas constricted arc is employed to produce high temperature, high velocity jet at the workpiece. Even though the plasma arc cutting has been wid¬ely used in the industry, very little work has been done on the analysis of the process. In this paper, the kerf width was numerically analyzed by soving the temperature distribution in base metal under consideration of the latent heat effect. In modelling the heat flow problem, the heat intensity of the plasma arc was assumed to have a Gaussion distribution in the transverse direction and expone¬ntially decreasing in the thickness direction. The thermal efficiency and the heat input ratio of the top surface were experimentally deterimned for various thickness and cutting conditions, and used in numerical calculation of the kerf width. The experimental results were in eonsiderabely good agreement with the theoretically predicted kerf width.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.253-254
• /
• 2017

미연탄소의 함유량이 많은 플라이애시를 사용한 시멘트의 경우 공기량이 저하되며, 슬럼프의 확보를 위해 AE제와 같은 혼화제의 사용을 요구한다. 이러한 미연탄소를 제거하기 위해 저온 플라즈마를 이용한 표면 개질에 관한 연구가 진행되었으나, $O_2$를 사용하는 플라즈마의 경우 $O_3$를 생성하는 문제가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마를 대신에 아크방전을 이용하여 플라이애시 내의 미연탄소를 제거해 표면을 개질하는 기술에 관한 기초적 연구를 진행하였다. 그 결과, 아크방전을 통해 플라이애시의 표면을 개질할 시 플라이애시의 물리적 특성이 개선되며, 이를 이용한 시멘트경화체의 강도도 향상되는 것을 알 수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.25 no.4
• /
• pp.341-345
• /
• 2014

Catalyst nanoparticles are prepared by arc plasma deposition (APD). First, overview of the APD technique is reviewed and second, some applications of the technique for nanocatalyst preparation are reviewed. Nanoparticles prepared by APD are typically 1~5 nm in size and their catalytic activity is generally better than that of conventional wet-chemically prepared nanocatalysts.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.07a
• /
• pp.1383-1384
• /
• 2007

직류 고전압을 사용한 글라이딩 아크 플라즈마 반응기에서 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)의 일종인 기상의 벤젠 분해 연구가 진행되었다. 실험에는 압축공기와 벤젠(500ppm)으로 이루어진 혼합가스와 그 농도를 조절하기위한 압축공기가 사용되었다. 기본 방전 특성을 오실로스코프를 이용하여 분석하였다. 벤젠가스의 분해율은 글라이딩 아크 플라즈마와의 반응 전후의 가스를 포집하여 GC(Gas Chromatography)를 통해 정량 분석하여 비교하였다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
• /
• v.22 no.8
• /
• pp.75-81
• /
• 2008

Water treatment study employing plasma is thoroughly examined in the following paper. The research using water plasma torch showed superior results in terms of economical and energy efficiency due to the substantial reduction of electric power. A comparison of streamer and arc discharge phenomena taken place in water was put under close scrutiny. Dyeing wastewater exposed to the plasma treatment was sampled and analyzed for relative dissolved ozone concentration, hydrogen peroxide, as well as the color removal efficiency. It was found that streamer discharges is more effective than arc discharge in growth of $H_2O_2$ and $O_3$ by plasma chemical constituents, though plasma torch had small oxidation reagents selectivity. Thus, streamer discharges, due to the efficient plasma-chemical reactions environment, proved to be more efficient compare to the thermal arc plasma loading.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2016.11a
• /
• pp.135-136
• /
• 2016

플라즈마 공정이 다양한 분야에 적용됨에 따라 플라즈마 전원장치에 대한 높은 관심과 다양한 연구가 진행되고 있다. 플라즈마 공정용 전원장치는 공정의 특성으로 인하여 아크가 발생할 수 있다는 문제점을 가지고 있으며, 또한 장치의 고효율화에 대한 요구가 늘어나고 있다. 이런 문제에 대한 해결과 요구조건을 달성하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 플라즈마 전원장치에 공진 컨버터를 적용하여 높은 효율을 달성하고 아크 문제를 해결하기 위한 조건에 대하여 연구 및 적용하였다. 시뮬레이션 및 실험을 통하여 회로의 동작을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.41 no.9
• /
• pp.700-707
• /
• 2013

Experimental analyses on a supersonic plasma wind tunnel of CBNU (Chonbuk National University) were carried out. In these experiments, a segmented arc heater was employed as a plasma source and operated at the gas flow rates of 16.3 g/s and the total currents of 300 A. The input power reached ~350 kW with the torch efficiency of 51.4 %, which is defined as the ratio of total exit enthalpy to the input power. The pressure of plasma gas in the arc heater was measured up to 4 bar while it was down to ~45 mbar in a vacuum chamber through a Laval nozzle. During this conversion process, the generated supersonic plasma was expected to have a total enthalpy of ~11 MJ/kg from the measured input power and torch efficiency. In addition to the measurement of total enthalpy, a cone type probe was inserted into the supersonic plasma flow in order to estimate the angle between shock layer and surface of the probe. From these measurements, the temperature and the Mach number of the supersonic plasma were predicted as ~2,950 K and ~3.7, respectively.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2008.07a
• /
• pp.1356-1357
• /
• 2008

교류 펄스전압을 이용하여 글라이딩 아크 플라즈마 반응기에서 지구 온난화의 주요 원인으로 꼽히는 PFCs(Perfluoro compounds) 가스의 일종인 $SF_6$에 관한 분해 연구를 하였다. 가스의 농도를 조절하기 위하여 압축공기를 사용하였고 각각의 유량을 MFC를 통하여 조절하였다. 반응기 내의 양전극사이에 인가하는 전압을 아크가 발생하는 7kV$\sim$10kV 사이를 1kV 단위로 가변하였고 유량을 변화시켜가며 실험한 결과 높은 전압과 낮은 유량일 때 높은 분해율 특성을 보였다. 기본 방전 특성을 오실로 스코프를 통하여 관찰 분석하였다. 각 가스들의 분해율과 분해후 가스 성분분석은 글라이딩 아크 플라즈마와의 반응후 가스를 포집하여 FT-IR을 통하여 분석하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.17 no.7
• /
• pp.132-140
• /
• 2000

Plasma arc cutting is one of the most widely used processes in metal cutting fields and is a process that produces parted metal plates by cutting them with an arc plasma established between the electrode tip and the plate(workpiece). When the tip-to-workpiece distance varies during cutting, the cut quality, for example the kerf width, is deteriorated by the change of plasma arc. The variations of tip-to-workpiece distance are due to the different factors such as inaccuracies in setting the torch or workpiece, thermal distortions during cutting, and uneven surface of workpiece. The control to keep the tip-to-workpiece distance constant is thus indispensable to improve the flexibility of automatic plasma arc cutting system applications. In this study, an arc sensor which utilizes the electrical signal obtained from the plasma arc itself was developed. The arc sensor has an advantage that no particular sensing device is necessary and real-time sensing of the tip-to-workpiece distance is possible directly under the plasma arc. The relationship between plasma arc voltage and tip-to-workpiece distance was determined through the repeated experimental results. The model was used for developing an automatic tip-to-workpiece distance control system of plasma arc cutting. It could be shown that the proposed system has a successful capability of tip-to-workpiece distance control.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2018.06a
• /
• pp.29.1-29.1
• /
• 2018

양극산화 표면처리 방법의 일종인 플라즈마 전해산화(PEO, Plasma electrolytic oxidation)는 금속 소재에 양극 전압을 인가하여 고경도의 산화 피막을 금속 표면에 형성시키는 표면처리 기술이다. PEO 공정은 피막의 국부적 유전체 파괴에 의한 아크의 발생을 동반하며, 형성된 산화 피막이 아크 발생에 의한 높은 열에 의해 결정화 되어 일반적인 양극산화 피막보다 우수한 경도와 내마모성을 가진다. 하지만 PEO 공정은 고전압을 필요로 하여 일반적인 양극산화 처리보다 소모되는 전력량이 많으며, 아크 발생에 의해 형성된 피막의 표면 거칠기가 높기 때문에 활용 분야가 제한되거나 후속 연마 공정을 필요로 하는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 전류 파형이 알루미늄 합금의 플라즈마 전해산화 피막의 형성 거동에 미치는 영향을 직류 및 펄스전류를 사용하여 연구하였다. NaOH 및 $Na_2SiO_3$가 혼합된 전해액에서 직류 전류 밀도, 전압, 펄스폭을 달리하여 알루미늄 합금에 전류를 인가할 때 발생되는 아크의 거동, 형성된 산화 피막의 두께, 거칠기, 경도, 표면 및 단면 구조를 비교 분석하였다.