• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.545-555
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• 2010

최근 액적 기반의 미세유체 시스템은 물리, 화학, 생물학등의 기초과학과 재료과학 분야까지 매우 폭넓게 활용되고 각광받고 있는 기술분야이다. 본 총설은 액적기반 미세유체 시스템의 미세유체 반응기 제작 기술, 액적 형성 원리, 액적 혼합 및 제어, 그리고 새로운 기능성 재료의 합성등의 폭넓은 응용분야에 관해 자세하게 소개하고자 한다. 더불어 액적기반 미세유체 시스템의 가장 큰 장점인 입자의 크기 조절 방법, 형태, 모양 및 구조의 제어 기술에 관해 논의하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.237-243
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• 2015

본 논문은 에멀젼연료(Diesel/$H_2O_2$)에 있어 과산화수소의 혼합비가 혼합연료 액적증발 및 분무거동 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 연료혼합을 위한 계면활성제는 span 80, tween 80을 9:1로 혼합하여 에멀젼연료 총 부피의 3%로 고정 혼합하였다. 또한 과산화수소의 혼합비율은 계면활성제의 혼합비를 고려하여 EF (Emulsified Fuel)0, EF2, EF12, EF22, EF32 및 EF42로 설정하였다. 에멀젼연료 액적의 증발특성을 관찰하기 위해 가열판에 액적 방울을 투하시켜 액적이 증발하는 현상을 산란광 및 쉴리렌기법을 통하여 촬영하였다. 또한 혼합비 변화에 따른 혼합연료의 분무거동특성을 해석하기 위하여 혼합연료 EF0~EF22를 선택하여 $150^{\circ}C$로 유지된 정적용기에서 증발자유분무 거동해석 실험을 실시하였다. 그 결과 과산화수소의 혼합비율이 EF0보다 높은 EF22 에멀젼연료의 자유분무성장이 연료 속에 혼합된 과산화수소의 증발촉진으로 인하여 보다 신속하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.119-126
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• 2004

In order to elucidate the modes of double-droplet combustion speed in premixed spray flame, the difference between flame propagation speed and droplet cluster disappearance speed are experimentally investigated using a premixed spray burner system, It was confirmed that flame speed concerned with premixed-mode combustion in the spray flame was approximately 2.0 m/s in average while mean disappearance speed of droplet clusters, which were dominated by diffusion-mode combustion in downstream of the flame, was evaluated as much as 0.45 m/s. It was clarified that both characteristics of premixed-mode and diffusion-mode combustion in spray flames are of much difference in nature, even though both speed, which are supposed to depend on local properties of the spray itself and flow conditions surrounding droplet clusters, are scattered in experiments.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.31-39
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• 1999

OFO, FOF 삼중 충돌형 및 FOOF 이중 분리 충돌형 분무연소장의 3차원 수치해석을 통한 연소성능 예측 및 성능설계 방법에 대하여 고찰하였다. 예조건화 압축성 유동 지배방정식과 저 레이놀즈수 $\kappa$-$\varepsilon$ 2 방정식 난류모델을 바탕으로 LU-SGS 기법을 사용하여 시간적분 하였으며 분무과정은 DSF 방법을 사용하여 모사하였다. n-heptane 액적과 공기를 연료와 산화제로 하는 액체 추진기관 내에서의 분무 연소장을 계산하였으며 연소에서의 난류의 영향은 eddy 소산모델을 사용하여 모사하였다. 분무연소장의 특성과 연소성능이 비교되었으며, 계산 결과 FOF 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 우수한 반면, OFO 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 저조한 것으로 나타났다. 연소효율에 중대한 영향을 미치는 파라미터로는 운동량비에 따른 초기 분무 액적의 평균직경과 혼합효율임을 확인하였다. 연소효율은 초기 분무 액적의 평균직경과 반비례, 혼합효율에 비례하여 증가되며, 산화제/연료 혼합비도 비례하여 상승하나, 일정 운동량비 이상에서는 감소되는 것으로 나타났다. 각 분사기 형태에서 운동량비에 따른 연소효율의 변화는 혼합효율의 변화와 동일한 경향을 보이며 그 크기는 분무 액적의 평균직경에 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.37-47
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• 1999

부유중인 분진의 화재 및 용기 또는 파이프의 미세한 균열에서 비산되는 가연성 액체의 분무화재의 위험성은 착화후의 고속 확산과 높은 열방출율로 인하여 매우 높은 것으로 알려졌다. 이에 대한 연구는 주로 실험적으로나 또는 거시적인 관점의 해석으로 제한되어 왔다. 본 연구는 미시적인 관점의 해석으로서 분진 및 분무를 가연성 미세 액적으로 가정하여 그의 증발과 착화에 대하여 연구하였다. 첫 단계로서 일열의 액적 배열을 계산영역으로 하여, 비정상 이차원 보존방정식들을 적용하였다. 수치해석은 일반화된 비직교 좌표계를 사용하였고, 화학반응은 Arrhenius의 법칙에 의하여 반응속도가 제어되는 일단계 반응을 고려하였다. 계산결과는 액적 주위의 온도와 반응물질의 농도분포를 시간에 따라 보여준다. 주위의 산소가 증발하는 액적의 연료와 섞이기 시작하고 착화 조건에 다다르면, 급격한 발열반응이 예혼합된 가스로부터 일어나기 시작한다. 최대온도 영역은 점차적으로 액적 표면으로 이동하며 최대온도는 착화이후 급격히 상승한다. 연료와 산소의 농도는 최대온도 영역 근처에서 최소값을 보인다. 따라서 착화순간에는 예혼합연소의 양상을 띠는 것으로 나타났다. 이후에는 예혼합 가스의 소멸로 확산연소의 양상을 띠게 된다. 액적간의 거리는 중요한 요소로서 멀리 떨어져 있는 경우부터 액적간의 거리가 가까워지면 착화지연 시간이 줄여들어 착화가 빨리 일어나는 것으로 관찰되었다. 또한 착화 후에는 최대온도 영역이 일열의 중심선으로부터 멀어지는 것으로 나타났는데 이것은 중심부근의 산소가 먼저 소모되고 외부로부터의 산소공급도 화염에 의해 차단되어 나타나는 현상이다. 이번 연구로 미세적인 착화현상에 대한 이해를 높이게 되었고 추후 복잡한 배열에 대한 연구도 가능할 것이다.

• 에너지공학
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• 제4권3호
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• pp.394-401
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• 1995

본 연구는 중심부에 액체, 외주부에 산화제가 흐르는 기액 동축분류의 유동장에 대한 것이다. 기액 동축 분사기는 연료의 분사량이 적은 소형 연소시스템을 고려하여, 실험은 연공비(W1/Wa)가 0.6 이하를 대상으로, 물과 공기를 사용하여 분사조건에 따른 분무특성과 기액 2상 분무류의 기본구조를 조사하여 액적의 확산, 기액혼합특성에 대하여 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 반경방향 기상속도분포 및 액적유속분포는 분구직경 및 분사조건에 관계없이 정규분포에 가까운 형태를 취하고 있으며, 각각 식 (2) 및 (3)으로 나타낼 수 있다. 기상속도는 반치폭은 축방향에 따라 일정한 구배 (≒4.6)로서 증가하며, 기상만의 단상분류의 구배(≒6)에 비해서 완만하다. 액적유속 반치폭은 축방향에 따라 더욱 완만한 구배(≒3.1)로서 증가한다. 무차원 액적유속분포는 축방향에 따라 일정한 구배(n≒1.5)로서 감소한다. 액적의 확산은 상대적으로 기액유량비가 클수록 효과적으라고는 말할 수 없고, 최대 확산을 이루는 최적의 기액유량비가 존재한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.647-653
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• 2013

본 연구에서는 산화구리(CuO) 나노분말과 순수 물을 혼합하여 제조한 나노유체를 이용하여 가열된 고체표면에 있어서 나노유체 액적의 증발특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험결과로부터 가열된 표면에서 나노유체 액적의 증발속도는 순수 물 액적보다 증발속도가 약간 증가하는 경향이 있음을 알 수 있었으며, 이는 나노유체에 포함된 나노입자가 유체의 열전도도를 향상시켜 고체 표면에서 액적으로의 열전달이 촉진되었기 때문인 것으로 판단된다. 또한 고체의 표면조도가 커질수록 액적의 증발속도가 약간 증가하였으며, 이는 고체의 표면조도가 커질수록 고체-액체의 접촉 면적이 증가하여 열전달이 촉진되었기 때문인 것으로 추정된다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제13권3호
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• pp.20-23
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• 2015

In this experiment, a heterogeneous droplet consisted of de-ionized water and olive oil was made through two 31G injection needles. The injection flow rate was $50{\mu}{\ell}/min$ and the droplet size was 2 mm. The droplet was impinged onto a sapphire plate which was heated up to $300^{\circ}C$ by a heater. Two high speed cameras were used for visualization, and the frame rate was 20,000 fps. A 150W metal halite lamp was used for illumination. The dropping height was fixed to 20 mm and the corresponding Weber number was 10.6 based on water. Due to different boiling points of two liquids, partial boiling features of heterogeneous droplet was observed. At the Leidenfrost condition, micro explosion phenomenon has occurred.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.30-37
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• 2011

에폭시 수지와 유리섬유직물 간의 젖음성을 분석하였다. 에폭시 수지와 산무수물 경화제의 혼합비는 당량비 1:0.5, 1:1, 1:1.2로 하였고, 촉매는 혼합된 수지의 0.lwt%로 첨가하였다. DSC 경화거동분석 결과 이 혼합 수지는 상온에서 함침이 가능하였다. 혼합 수지에 대해 유리평판에 놓여진 유리섬유직물 위에 수지 한 액적(방울)을 투하 후 시간에 따른 접촉각 변화를 측정하였다, 또한, 일정량의 에폭시 수지 액적을 투하시켜 시간에 따른 젖음면적 변화를 측정하였다, 접촉각, 액적높이, 순수 젖음면적, 젖음계수를 측정함으로써 유리섬유직물에 대한 에폭시 수지의 젖음성을 비교 평가하였다. 그 결과 당량비 1:1.2에서 유리섬유직물에 대한 젖음성이 가장 우수하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권8호
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• pp.69-76
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• 2003

액체로켓 연소기 내의 막냉각 특성 분석을 위한 비회체 분무연소에 대한 수치해석을 수행하였다. 막냉각 연료의 특성에 따른 연소기 벽면의 온도변화를 살펴보기 위하여 막냉각용 연료의 유랑, 막냉각용 액적의 직경, 그리고 공기/연료 혼합비를 매개변수로 한 수치해석을 수행하여 연소기 벽면의 온도는 막냉각용 연료 액적 직경의 변화에는 큰 영향을 받지 않지만 막냉각용 연료 유량 및 공기/연료 혼합비에 영향을 받고 있음을 확인하였다. 또한, 추진기관 벽면으로 전달되는 전도 및 복사열유속을 고찰함으로서 이러한 액체 추진기관의 연소특성을 이해하기 위해서는 열복사 및 물성치의 적절한 고찰이 필요함을 지적하였다.