• 제목/요약/키워드: 혼합 분율

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환기부족 구획화재에서 연소가스의 혼합분율 분석 (Mixture Fraction Analysis on the combustion gases in the Under-Ventilated Compartment Fires)

  • 고권현;김성찬
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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    • pp.423-430
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    • 2009
  • 본 논문에서는 ISO-9705 공간의 2/5 스케일 축소모형에 대한 화재 실험에서 측정된 고온 상층부의 연소가스 농도를 혼합분율 개념을 도입하여 분석함으로써 환기부족 상태의 실내화재에서 발생되는 연소생성물의 특성을 파악하고자 한다. 화재실 내부 고온 상층부의 두 지점에서 측정된 잔존 탄화수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 산소, 수트(soot) 등의 성분비를 혼합분율의 함수로 내어 분석하였다. 또한 탄화수소 연료의 이상적인 반응에 근거한 상태 관계식과 비교함으로써 환기부족 화재에서 혼합분율 모델의 적용성을 분석하였다. 혼합분율 분석을 이용함으로써 측정된 수많은 데이터들을 화재 크기나 측정 위치에 상관없이 하나의 파라미터에 대해서 정리하여 전체적으로 분석할 수 있었다. 또한 혼합분율 분석에서 수트를 고려하는 것이 분석의 정확성을 크게 향상시킴을 확인할 수 있었다.

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실규모 구획화재의 연소가스에 대한 혼합분율 분석 (Mixture Fraction Analysis on the Combustion Gases of the Full-Scale Compartment Fires)

  • 고권현;황철홍
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제24권5호
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    • pp.128-135
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    • 2010
  • 본 연구에서는 구획화재로부터 발생되는 화학종의 특성을 파악하기 위해서 혼합분율분석을 수행하였다. 메탄, 헵탄 그리고 톨루엔과 같은 탄화수소 연료들을 사용한 화재 실험이 ISO 9705 표준 화재실에서 수행되었으며 상층부의 두 지점에서 가스종 농도와 그을음(soot) 분율 등을 측정하였다. 미연탄화수소(UHC), 일산화탄소(CO), 이산화탄소($CO_2$), 산소($O_2$) 그리고 그을음 등의 측정된 화학종에 대한 질량분율을 혼합분율의 함수로 나타내었고, 탄화수소 연료의 이상적인 반응식에 기초한 상태 관계식과 비교 분석하였다. 혼합분율 분석은 다양한 화재 조건 및 측정 위치에서 얻은 수많은 측정데이터를 하나의 일관된 파라미터, 즉 혼합분율의 항으로 분류할 수 있게 하였다. 해석 결과를 통해 혼합분율 계산에 그을음을 고려하는 것이, 특히 헵탄이나 톨루엔과 같이 그을음 발생이 큰 연료의 경우 분석의 정확성을 향상시킴을 확인하였다.

전자석 유동층에 의한 자성/비자성 입자의 분리 (Separation of Magnetic/non-Magnetic Particles by an Electromagnetic Fluidized Bed)

  • 김용하;서인국
    • 자원리싸이클링
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    • 제6권1호
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    • pp.17-22
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    • 1997
  • 미립의 자성/비자성 입자의 혼합분체로부터 자성 입자만을 연속적으로 분리할 수 있는 전자석 유동층이 제안되었고 본 선별기에 의해 분리된 입자분중 자성 분율에 대한 공탑 가스유속, 혼합분체내 자성 입자의 분율(=100-비자성 입자의 분율) 및 전자석으로 공급되는 전류 세기와 같은 조업변수의 영향이 규명되었다. 전자석 유동층에 의한 자성 분리는 미립의 혼합분체내 자성입자에 작용하는 전자서의 자력이 분체를 유동화시키는 가스흐름으로 인한 유체력보다 클 때 가능함이 밝혀졌다.

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Multi-sized 혼합입자의 충전 분율 해석 및 예측을 위한 소프트웨어 개발 (Software Development for the Analysis and Prediction of Packing Density of Multi-sized Mixture Particles)

  • 오민;홍성욱
    • 공업화학
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    • 제18권6호
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    • pp.636-642
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    • 2007
  • 다양한 크기를 가진 다성분 입자의 충전분율을 정확하게 예측할 수 있는 소프트웨어 프로그램을 개발하였다. 이를 위하여 다양한 크기의 염소산암모늄(Ammonium perchlorate, AP)과 알루미늄(Aluminum, Al) 입자와 혼합물에 대한 충전분율 측정실험을 수행하였다. 실험에 의해 얻어진 충전분율은 개발된 프로그램에 의해 예측된 값과 비교하였다. 크기가 다른 2종류 입자의 혼합 충전의 경우 상대오차가 0.25~13.13%, 3종류 입자의 혼합 충전의 경우 0.13~10.01%로 나타나 실험값과 잘 일치하였다. 목표 충전분율을 얻기 위한 각 구성입자의 질량분율 contour를 프로그램을 통하여 구할 수 있으며 이를 통하여 충전시스템을 최적화 할 수 있다.

오일-질소가스 혼합유체를 이용한 고온 오일플러싱 시스템 공정설계에 관한 연구 (A Study on Process Design of Hot Oil Flushing System Using Oil-Nitrogen Gas Mixing Fluid)

  • 이윤호;최부홍
    • 해양환경안전학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.541-548
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    • 2017
  • 본 연구에서는 해양플랜트설비 건조 현장에서 사용되고 있는 기존 고온 오일 플러싱 장비에 대한 성능개선을 위해 기존의 플러싱 장치에 사용되던 오일에 질소가스를 혼합한 고온 오일 플러싱 시스템에 대하여 국제표준화기구 코드(ISO code)를 기준으로 이론적 연구를 수행하였다. 연구를 위해 오일-질소가스 혼합유체 플러싱 시스템 공정을 설계 후 청정성능에 영향을 주는 혼합유체의 혼합비율, 온도, 레이놀즈수 및 액상분율 등에 대한 공정모사 결과도 분석하였다. 그 결과 관 직경과 가스상의 체적분률이 일정한 상태에서 혼합유체의 체적유량이 증가될수록 수평 유압배관 입출구의 액상분율 차이 ${\Delta}{\alpha}_L$ 값은 증가하게 되고 배관길이 방향의 위치에 따라 오일과 질소가스 기포 사이의 상분포가 달라짐을 확인했다. 이러한 상분포의 변화는 오일-질소가스 혼합유체 플러싱 시스템의 청정성능에도 커다란 영향을 줄 것으로 예상된다.

수소/액체연료/공기의 연소특성에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Characteristics of Combustion for Hydrogen/Liquid Fuel/Air Mixture)

  • 임복빈;백승원;김광선
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
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    • pp.293-296
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    • 2002
  • 본 논문에서는 수소/액체연료/공기의 연소특성에 대해 CFD상용프로그램을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 먼저 프로그램을 검증하기 위하여 수소/공기의 난류 비예혼합 화염에 대한 반응물과 생성물의 몰분율을 Barlow실험 결과와 비교하였고, X축 방향의 온도분포를 Flury의 실험 값과 비교하여 값이 물리적으로 근사함을 확인하였다. 혼합분율(Mixture Fraction)과 확률밀도함수(PDF)의 접근 방법을 이용하여 화염진단과 오염물질발생에 중요한 역할을 하는 중간 종들의 몰분율을 확인하였다. 수소/액체연료/공기에 대해서는 화염형성에 있어서 가장 중요한 연료와 산화제의 속도비 변화(100,10,1,0.1)로부터 산화제속도가 연료속도 보다 클 경우 고속 측인 산화제에 의해 연료의 확산이 지배되는 현상으로 인하여 화염의 온도분포가 최고가 됨을 확인하였다. 또한, 연소과정 중 발생하는 오염물질의 농도를 수치적으로 해석하여 최저의 오염농도를 가질 수 있는 속도 비를 찾아 낼 수 있었다. 수소/공기와 수소/액체연료/공기의 온도 장 비교를 통하여 수소/액체연료/공기의 혼합물이 대체에너지로서의 가능성을 확인하였다.

연구로용 $U_3$ Si/Al 핵연료 분말 혼합체의 균질도 평가 기술 개발

  • 손웅희;홍순형;김창규;김기환;고영모
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.256-261
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    • 1998
  • Uranium silicide는 우수한 조사안정성을 가지는 유망한 연구로용 저농축 분산형 핵연료 소재이나 상대적으로 낮은 uranium 함량으로 인해 고출력에 필요한 8~9g-U/㎤ 정도의 uranium 충진 밀도를 얻기 위해서는 Al기지내에 uranium silicide 핵연료 입자의 부피분율을 높여주는 것이 필요하다 핵연료 입자의 부피분율을 높이기 위하여는 핵연료봉의 Al 기지내에 핵연료 입자가 균일하게 분포되어야 한다. 균질한 핵연료 심재를 제조하기 위해서는 핵연료 입자와 알루미늄과의 균일한 혼합이 중요하며 이러한 혼합체내의 분말에 대한 균질도를 정확히 평가하는 방법의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 혼합분말의 충진시 겉보기 밀도 측정을 통한 조성의 표준편차를 구하는 방법과 X-ray image 분석법을 새로운 균질도 평가방법으로 제시하였다. 구형의 U$_3$Si분말과 Al분말의 혼합시 drum 회전법의 경우에는 밀도차에 의한 segregation이 발생되고 있으나, Spex mill 혼합법의 경우에는 균질도가 향상되었다. 45-150$\mu\textrm{m}$의 분말크기 분포를 갖는 구형 U$_3$Si의 경우가 작은 입자들이 큰 입자들 사이를 효과적으로 채울 수 있기 때문으로 균일한 분포를 갖는 것으로 생각되며, 밀도차가 큰 U$_3$Si의 경우는 밀도차가 작은 구형 Cu-Sn 혼합체에 비해 균질도가 저하됨을 확인하였다. 겉보기 밀도 측정에 의한 균질도 측정평가와 X-ray image 분석법과의 관계에서는 같은 경향성을 찾을 수 있었다.

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에틸렌 확산화염 내 질소 혼합이 매연 생성 특성에 미치는 영향 (Effect of N2 Diluent on Soot Formation Characteristics in Ethylene Diffusion Flames)

  • 김준수
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.356-362
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    • 2023
  • 기후 변화에 따른 위험성은 전 세계적으로 오랜 기간 강조되고 있으며, 이를 극복하기 위한 노력은 해운분야에서도 국제해사 기구를 중심으로 이어지고 있다. 연소과정에서 발생한 매연을 제어하기 위하여 매연 생성 특성에 관한 연구는 필수적이다. 본 연구에서는 에틸렌 가스를 기반으로 한 대향류 확산화염에서 불활성 기체인 질소를 혼합하여 화염온도, 화염형태, 매연 생성 관련된 화학종의 상태변화를 확인하기 위해 광소멸법과 화학반응 수치해석을 수행하였다. 연구 결과. 질소의 혼합비율이 증가함에 따라 화염온도 감소와 매연체적분율 감소로 이루어졌다. 매연 입자가 분포하는 구간도 감소하였으며, 30% 이상 혼합비율이 높아지면 체적분율 감소율이 감소하였다. 매연 성장에 관여하는 화학종들의 몰분율도 감소하였다. HACA 반응 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율에 따라 영향을 받으나, 홀수탄소 경로 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율뿐만 아니라 화염온도 영향을 받는 것을 확인하였다.

압전형 세라믹/고분자 복합재료를 이용한 에너지 발생 장치 기술 연구

  • 정순종;이대수;임동환
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.85-85
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    • 2009
  • 본 연구에서는 압전 세라믹과 고분자를 혼합한 복합체를 제작하고 이러한 재료로부터 발생될 수 있는 미소 전력량을 조사하였다. 압전 세라믹으로는 0.2(PbMg1/3Nb2/3O3)-0.8(PbZr0.475Ti0.525O3)와 고분자는 PVPF-TrFE (6:4)를 사용하였다. 고분자와 압전 세라믹 분율을 1%, 5%, 10%, 30%, 50%로 변화하였으며, 구조는 0-3 복합재료 및 1-3 재료를 제작하였다. 제작한 결과 0.3 복합재료에서는 분율이 10%에서 가장 큰 전력량이 발생되었고, 1-3 복합재료에서는 분율이 30%에서 최대 값을 나타내었다. 이러한 결과들을 간단한 식을 이용하여 분석을 하였다.

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사출성형용 컴파운드의 유연학적 특성에 미치는 SH-CO 계 분말의 입도 영향 (Effect of Powder Size on the Rheological Characteristics of Sm-Co Type Compound for Powder Injection Molding)

  • 정우상;김윤배;정원용
    • 한국자기학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.157-162
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    • 2001
  • Sm-Co계 플라스틱 자석 제조를 위한 사출 성형용 컴 파운드의 제조법을 연구하기 위해 미세분말과 조대분말을 혼합하여 자성분말의 입도 변화, 배합비 및 부피분율에 따른 컴파운드의 유변학적 특성을 조사하였다. 조대분말의 평균입도가 증가하면 분말의 충진율이 증가하여 컴파운드의 점도가 감소하였다. 그러나 미세분말의 평균입도가 작아지는 경우, 미세분말들간의 응집성으로 인하여 오히려 점도가 증가하였다. 기계적으로 분쇄된 Sm-Co계 분말의 경우, 125~75 $\mu\textrm{m}$ 크기의 조대분말과 평균입도 4.9 $\mu\textrm{m}$인 미세분말을 혼합하여 제조된 컴파운드의 점도는 분말의 배합비에 의존하며 조대분말을 60%혼합한 경우 가장 낮은 점도를 나타냈다. 이는조대분말의 양이 60 %일 때 자성분말의 충진율이 최대가 됨을 의미한다. 자성분말의 부피분율에 따른 컴파운드의 점도는 유변학적 모델을 잘 만족시켰으며 사출 성형이 가능한 Sm-Co계 자성분말의 최대 부피분율은 약 66 %이었다.

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