• 공업화학
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• 제10권2호
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• pp.212-217
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• 1999

기체투과 특성을 관찰하기 위해 양극산화에 의해 세공직경의 크기가 서로 다른 상부층과 하부층으로 이루어진 이중기하구조의 다공성 알루미나막을 제조하였다. 양극산화는 황산 전해질 하에서 직류에 의한 정전류법으로 행하였으며, 양질의 막을 얻기 위해 열산화, 화학연마, 전해연마 등의 전처리를 한 후 양극산화를 행하였다. 양극산화에 의한 알루미나 막의 제조에서 세공직경은 전해질의 종류 및 농도, 전해 온도, 전류밀도 등에 의존하는데, 전류밀도를 극도로 낮추어 세공직경이 20 nm 이하인 상부층을 제조하고 전류밀도를 높여서 세공직경이 36 nm인 하부층을 제조하였다. 막의 두께는 전기량에 의해 조절되어 상부층의 두께는 약 $6{\mu}m$이었으며 하부층을 포함하는 막의 총 두께는 약 $80{\sim}90{\mu}m$로 제조되었다. 제조된 막은 가압법에 의한 기체투과 실험을 행하였다. 제조된 막의 기체투과 기구는 Knudsen 흐름을 따르는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.307-312
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• 2020

최근 대기압이하 진공 압력 상태에서 운전되는 유동층 반응기는 진공건조 공정이나 플라즈마 화학증착과 같이 감압 유동화가 요구되기에 관심이 증대되어 왔다. 그러나 대기압 이하에서 운전되는 유동층의 수력학적 특성 연구는 많이 연구되지 않았다. 본 연구에서는 대기압 이하에서 운전하는 유동층의 압력강하를 층내 압력을 1.33 에서 101.3kPa 까지 변화시키며 측정하였다. 유동층의 운전 압력이 진공인 상태에서는 최소유동화속도가 압력이 감소함에 따라 증가하며, 이는 기체 밀도와 평균 자유경로 변화와 같은 slip 흐름에 의한 변화이다. 또한 기존의 상압 상태에서 운전되는 유동층의 최소유동화속도 상관식과 비교함으로써 압력 감소에 따른 slip 흐름의 영향 뚜렷하게 나타남을 가리키는 임계 Knudsen 수를 결정하였다. 이로부터 slip 흐름이 주도하기 시작하는 임계 압력을 실험적으로 결정하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권2호
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• pp.50-57
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• 2017

셰일 저류층은 매우 미세한 입자로 구성되어 있으며, 공극의 크기가 나노미터에 불과하다. 본 연구에서는 셰일 암체에서의 크누센 확산영향, 균열대 및 암체에서 상대투과도, 셰일가스 생산에 따른 균열투과도 변화를 적용하여 그 영향을 분석하였다. 이를 위해 캐나다 혼리버 셰일 저류층 모델을 구축하였으며, 장기간 생산을 하는 셰일 저류층에서의 확산 및 선행연구에서 제안된 균열대 상대투과도를 적용하여 생산성에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고 암체와 균열대에서 동생수가 생산성에 미치는 영향과 저류층 생산에 따른 균열투과도 변화를 적용하여 생산성을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권4호
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• pp.509-517
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• 1997

Results of flat plate compressible boundary layer calculation, based on discrete formulation of DSMC method, are presented in low Mach number and low Knudsen number range. The free stream is a uniform flow of pure nitrogen at various Mach numbers in low pressures (i.e. rarefied gas). Complete thermal accommodation and diffuse molecular reflections are used as the wall boundary condition, replacing unreal no-slip condition used in continuum calculations. In the discrete formulation of DSMC method, there is no need to use ad hoc assumptions on transport properties like viscosity and thermal conductivity, instead viscosity is calculated from values of other field variables (velocity and shear stress). Also the results are compared with existing self-similar continuum solutions. In all Mach number cases computed, velocity slip is most pronounced in regions near the leading edge where continuum formulation renders the solution singular. As the boundary layer develops further downstream, velocity slips asymptote to values that are between 10 to 20% of the magnitude of free stream velocity. When the free stream number density is reduced, so the gas more rarefied, the velocity slip increases as expected.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1190-1195
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• 2004

In this study, numerical investigation has been performed on the evolution of key-hole geometry during high-energy density laser welding process. Unsteady phase-change heat transfer and fluid flow with the surface tension and recoil pressure are simulated. To model the overheated surface temperature and recoil pressure considering subsonic/sonic vapor flow, the one-dimensional vaporization models proposed by Ganesh and Knight are coupled over liquid-vapor interface. It is shown that the present model predicts well both the vaporization physics and the fluid flow in the thin liquid layer over the other model.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권10호
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• pp.1111-1118
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• 2005

In this study, a unified numerical investigation has been performed on the evolution of weld pool and key-hole geometry during low-power and high-power density laser welding. Unsteady phase-change heat transfer and fluid flow with the surface tension are examined. The one-dimensional vaporization model is introduced to model the overheated surface temperature and recoil pressure during high-power density laser welding. It is shown that Marangoni convection in the weld pool is dominant at low-power density laser welding, and the keyhole with thin liquid layer and the hump are visible at high-power density laser welding. It is also shown that the transition from conduction welding to penetration welding fur iron plate exists when the laser power density is about $10^6W/Cm^2$.

• 멤브레인
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• 제11권3호
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• pp.124-132
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• 2001

고온에서 수소 분리 회수를 목적으로 silica/alumina 복합 막을 합성하였다. 막의 선택 투과 성능을 향상시키기 위해, sol-gel법에 의한 silica 및 alumina층을 중간층으로 도입하고, 그 위에 강제유동 CVD법에 의한 silica를 합성하였다. Sol-gel법에 의해 ${\alpha}$-alumina tube에 합성한 ${\gamma}$-alumina 및 silica 막은 Knudsen 확산 영역의 많은 mesopore를 포함하고 있어서 수소 선택 분리 막으로는 적합하지 못했다. 하지만, sol-gel법에 의해 합성한 silica/${\gamma}$-alumina층에 강제유동 CVD법으로 silica를 합성한 결과, 질소 투과 영역의 세공이 완전히 제거되어, 높은 수소 선택성을 가지는 복합 막이 형성되었다. 그 막은 온도에 따라 수소 투과 속도가 증가하여 $450^{\circ}C$에서 $5.57{\times}10^{-8}molm^2s^LPa^1$의 수소 투과 속도와, 9.52 kJ/mol의 활성화 에너지를 나타냈다. 분자체 효과에 의해 질소 투과가 완전히 배제되고, 수소만 선택적으로 투과되는 silica/alumina 복합막이 성공적으로 합성된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.9-17
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• 1999

기계적인 합금처리된 여러 Mg-Ni 혼합물 중에서 가장 우수한 수소저장 성질을 가지고 있는 Mg-25wt.%Ni 혼합물의 수소화물 형성 및 분해 반응에 대한 반응속도론적 연구를 하였다. 수소화물 형성 및 분해 속도를 측정하여 이론적인 반응 속도식과 비교함으로써 율속 단계를 결정하였다. Mg-25wt.%Ni의 수소화물 형성의 율속단계는 $H_a$ = 4.0 미만의 여러 $H_a$ 범위에서는 입자간 통로 (interparticle channel), 입자의 갈라진 틈(crack) 등을 통한 수소 분자의 이동 단계인 Knudsen 유동과 보통의 기체 확산이고, 4.0 < $H_a{\leq}4.25$ 범위에서는 성장하는 수소화물 층을 통한 수소 원자의 확산으로 생각된다. Mg-25wt.%Ni의 수소화물 분해의 율속 단계는 전 $H_d$ 범위에 걸쳐 수소 분자의 이동 단계인 Knusden 유동과 보통의 기체 확산이다.

• 멤브레인
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• 제15권2호
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• pp.105-113
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• 2005

표면 개질한 다공성 금속 지지체에 초음파 분무 열분해법을 이용하여 silica막을 합성하고, 고온 기체 선택 투과 분리 특성을 조사하였다. Tetraethyl orthosilicate (TEOS)를 전구체로 하여 지지체 세공을 통한 감압 진공을 하면서 873K에서 표면에 defect 없이 균일한 양질의 silica막이 형성되었다. 투과 온도 523 K에서 silica막의 수th/질소 및 수증기/메탄을 분리 계수가 각각 17 및 16 정도의 우수한 선택 투과 성능을 나타냈다. 다공성 금속 지지체의 불균일한 기공에 silica 분체 및 $\gamma-alumina$층을 중간층으로 도입하고, 그 위에 열분해법에 의한 silica를 합성한 결과, Knudsen 확산에 의한 투과 영역의 세공이 완전히 제거되어 높은 수소 및 수증기 선택성을 가지는 복합 막이 형성되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.74-80
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• 2012

최근 Micro Combution, Micro Propulsion, Particle Delivery Systems 등 다양한 공학 응용 분야에서 Micro Shock Tube의 중요성이 커지고 있다. 그러나 여러 분야에 Micro Shock Tube를 효율적으로 적용하기 위해서는 관내유동과 충격특성에 대한 상세한 지식을 필요로 한다. 경계층과 같은 많은 요소들 때문에 Micro Shock Tube 내부의 낮은 Reynolds Number와 높은 Knudsen Number가 형성되며, 이때의 충격파 전파는 기존의 Macro Shock Tube와 상이하게 나타난다. 본 연구에서는 Micro Shock Tube에서의 충격파 전파와 유동특성을 조사하기 위해 직경 3 mm와 6 mm의 두 가지 Micro Shock Tube를 이용하여 실험을 수행하였으며, 압력은 고압관의 파막압력과 저압관의 세 지점에서 측정되었다. 충격파 속도와 같은 다른 변수들의 실험값으로부터 충격파 강도를 찾고 충격파 선도를 나타내었다.