• 제목/요약/키워드: Liquid Transient

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Fabrication of β-SiAlONs by a Reaction-Bonding Process Followed by Post-Sintering

  • Park, Young-Jo;Noh, Eun-Ah;Ko, Jae-Woong;Kim, Hai-Doo
    • 한국세라믹학회지
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    • 제46권5호
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    • pp.452-455
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    • 2009
  • A cost-effective route to synthesize $\beta$-SiAlONs from Si mixtures by reaction bonding followed by post-sintering was investigated. Three different z values, 0.45, 0.92 and 1.87, in $Si_{6-z}Al_zO_zN_{8-z}$ without excess liquid phase were selected to elucidate the mechanism of SiAlON formation and densification. For RBSN (reaction-bonded silicon nitride) specimens prior to post-sintering, nitridation rates of more than 90% were achieved by multistep heating to $1400^{\circ}C$ in flowing 5%$H_2$/95%$N_2$; residual Si was not detected by XRD analysis. An increase in density was acquired with increasing z values in post-sintered specimens, and this tendency was explained by the presence of higher amounts of transient liquid phase at larger z values. Measured z values from the synthesized $\beta$-SiAlONs were similar to the values calculated for the starting compositions. Slight deviations in z values between measurements and calculations were rationalized by a reasonable application of the characteristics of the nitriding and post-sintering processes.

75톤급 엔진 1/2.5-scale 연소기 압력 섭동 분석 (Analysis of Pressure Fluctuations in 1/2.5-scale Thrust Chamber for 75 tonf-class Engine)

  • 안규복;강동혁;김문기;임병직;김종규;이광진;서성현;한영민;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.5-9
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    • 2010
  • 본 논문에서는 75톤급 액체로켓엔진 1/2.5-scale 연소기의 연소시험에서 얻어진 동적특성 결과에 대해 기술하였다. 엔진 시동 구간 및 연소실 압력에 따른 동적특성 변화를 살펴보기 위해 연소실 압력 30 bar와 60 bar 상태에서 연소시험이 수행되었으며 이에 따른 연소기의 연소안정성을 검토하였다.

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액체금속로 Y-구조물의 비탄성 열응력 해석 및 손상평가에 관한 유한요소해석 (Finite element analysis of inelastic thermal stress and damage estimation of Y-structure in liquid metal fast breeder reactor)

  • 곽대영;임용택;김종범;이형연;유봉
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권7호
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    • pp.1042-1049
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    • 1997
  • LMFBR(Liquid Metal Fast Breeder Reactor) vessel is operated under the high temperatures of 500-550.deg. C. Thus, transient thermal loads were severe enough to cause inelastic deformation due to creep-fatigue and plasticity. For reduction of such inelastic deformations, Y-piece structure in the form of a thermal sleeve is used in LMFBR vessel under repeated start-up, service and shut-down conditions. Therefore, a systematic method for inelastic analysis is needed for design of the Y-piece structure subjected to such loading conditions. In the present investigation, finite element analysis of heat transfer and inelastic thermal stress were carried out for the Y-piece structure in LMFBR vessel under service conditions. For such analysis, ABAQUS program was employed based on the elasto-plastic and Chaboche viscoplastic constitutive equations. Based on numerical data obtained from the analysis, creep-fatigue damage estimation according to ASME Code Case N-47 was made and compared to each other. Finally, it was found out that the numerical predictio of damage level due to creep based on Chaboche unified viscoplastic constitutive equation was relatively better compared to elasto-plastic constitutive formulation.

우주발사체용 터보펌프 액체추진기관 시스템 분석

  • 서견수;조미옥;최영인;홍순도;오범석
    • 항공우주기술
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    • 제2권2호
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    • pp.151-156
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    • 2003
  • 액체 로켓엔진시스템은 연료공급방식에 따라 가압식과 터보펌프식으로 나눌 수 있으며, KSR-III 과학로켓에서는 가압식 액체 로켓엔진을 사용하였으나, 현 시점에서 우주발사체 1단으로 가압식 액체로켓엔진을 사용하기에는 극복해야할 기술적 과제가 많으며, 가압식 액체로켓 기술의 한계로 인해 터보펌프식 액체 로켓엔진 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 터보펌프식 액체로켓 엔진시스템의 기본적 특성을 검토하기 위하여 국내 액체로켓 엔진의 차세대 추진제 조합으로 주목받고 있는 케로신(Kerosene)-액체산소(LOX)와 메탄(Methane)-액체산소 추진제에 대한 분석을 수행하였다. 또한 터보펌프식 액체로켓 엔진시스템의 기본적 특성을 검토하기 위해 직접 궤도 및 전이 궤도를 거쳐 위성을 투입하는 발사체 사이징 안을 각각 고려하여 분석하였다.

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액체로켓에서의 운동량비와 혼합비가 연소성능에 미치는 영향 (Effects of momentum ratio and mixture ratio on combustion efficiency in liquid rocket engine)

  • 한재섭;김선진;김선기;김유
    • 한국추진공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.38-43
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    • 1999
  • 본 연구는 액체 추진제 로켓 엔진의 연소성능을 평가할 수 있는 절차를 확립하고, 운동량비와 혼합비가 연소성능에 미치는 영향을 고찰하여 안정된 연소를 보장하면서 최대의 효율을 제공하는 설계조건을 결정하고자 수행되었다. 연구를 위해 질산/Kerosene을 추진제로 사용하고 추력 24 $\iota{b}_f$, 연소실 압력 200 psia, uni-element impinging streams doublet injector를 사용하는 엔진을 설계 및 제작하여 연소시험을 수행하였다. 연구로부터 점화시 발생하는 hard start 현상은 연소실 압력을 설계치의 25 % 정도가 되도록 한 후, 설계 압력으로 상승시키는 2단계 점화방법을 채택함으로서 최소화 할 수 있었다. 그리고 최대의 연소성능은 혼합비 3.6에 존재하였고, 연소성능은 운동량비 증가에 따라서 감소하였다.

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Influences of boron and silicon in insert alloys on microstructure and isothermal solidification during TLP bonding of a duplex stainless steel using MBF-35 and MBF-30

  • 원신건;김명복;강정윤
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.59-59
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    • 2009
  • The influences of B and Si in the filler metals on microstructure and isothermal solidification during transient liquid-phase (TLP) bonding of a nitrogen-containing duplex stainless steel with MBF-30 (Ni-4.5wt.%Si-3.2wt.%B) and MBF-35 (Ni-7.3wt.%Si-2.2wt.%B), were studied at the temperature range of $1030-1090^{\circ}C$ with various times from 60 s to 3600 s under a vacuum of approximately $10^{-5}$ Torr. In case of the former, BN, $Ni_3B$ and $Ni_3Si$ precipitates were formed in the bonding region. BN and $Ni_3Si$ secondary phases were present in the joint for the latter case. The formation of $Ni_3B$ within the joint centerline is dependent on B content. The morphology of $Ni_3Si$ is dominated by Si concentration. A difference between the times for complete isothermal solidification obtained by the experiments and the conventional TLP bonding diffusion model was observed when using MBF-35. According to the simulated results, the isothermal solidification completion time for MBF-35 case was smaller than that in MBF-30. However, this experimental value obtained using MBF-35 was notably larger than that obtained using MBF-30. Isothermal solidification of liquid MBF-30 is controlled by the first isothermal solidification regime dependent on B diffusion model, whereas that of liquid MBF-35 experiences two isothermal solidification regimes and is mainly controlled by the second isothermal solidification dependent on Si diffusion model. In addition, only if Si content exceeds a critical value, the slower 2nd solidification regime will commence.

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액정성 히드록시프로필키틴의 유기용매에 대한 용해성 (Solubility of Liquid Crystalline Hydroxypropyl Chitin in Organic Solvent)

  • 이영무;김성수;김선정;성용길;강인규;손태일
    • 공업화학
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    • 제4권2호
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    • pp.403-408
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    • 1993
  • 키틴과 프로필렌 옥시드를 반응시켜 히드록시프로필 키틴(HPCH)을 얻었고 할로겐화 유기용매내에서 HPCH의 액정형성능을 관찰하였다. 키틴과 HPCH의 고체 $^{13}C$ NMR 스펙트럼 분석 결과 히드록시프로필기의 도입을 확인하였다. 원소분석결과 히드록시프로필기의 치환도는 0.8정도였다. WAXD패턴 측정결과 키틴에 히드록시프로필기가 도입됨에 따라 결정성은 감소하였고 유기용매에 대한 용해도는 증가하였다. HPCH를 디클로로아세트산과 1, 2-디클로로에탄 혼합용매에 녹여 편광현미경으로 관찰한 결과 25% 이상의 용액농도에서 콜레스테릭 액정상에서 전형적으로 관측되는 지문영역이 나타남을 알 수 있었다. 용액의 점도는 시간변화에 따라 감소함을 알 수 있었다.

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액정의 상전이 측정에 대한 초음파 spectroscopy 시스템의 적용 (The Application of Ultrasonic Spectroscopy System for Phase Transition of Liquid Crystal)

  • 김정구;임청환
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제27권4호
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    • pp.31-35
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    • 2004
  • PVDF[poly(vinylidene fluoride)] 압전소자로 제작된 초음파 변환기를 이용하여 초음파 spectroscopy 측정시스템을 제작하였다. 이 장치를 이용하여 MBBA(p-methoxy benzylidene-p-n-butylaniline) 액정의 nematic-isotropic 상전이 현상을 관측한 결과 상전이 온도가 $47^{\circ}C$임을 확인하였으며, 기존의 광학적 방법에 의해 관측된 값과 잘 일치하였다. 한편으로 상전이 점의 주파수 의존성을 확인하였으나 이는 관측되지 않았으며, 단지 PVDF 압전소자의 공진주파수인 2 MHz에서 초음파의 진폭이 최대로 나타났으며, 다른 주파수에서는 진폭이 감소함을 알 수 있었다. 이와 같이 온도의 변화에 따른 액정의 상전이 현상을 초음파 감쇠의 변화로 확인하여 보았다. 이것은 액정의 상전이 메카니즘을 해석함에 있어 PVDF 초음파 변환기를 이용한 spectroscopy 측정 시스템은 매우 유용한 도구로 이용될 수 있음을 확인하였으며, 의료용으로 이용할 경우 겸상세포 빈혈증이나 동맥 경화증과 같은 질병 진단에 이용 가능하리라 여겨진다.

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밀폐형 2상 열사이폰내의 비등현상에 관한 가시화 연구 (A Visual Study on Nucleate Boiling Phenomena in a Closed Two-Phase Thermosyphon)

  • 강환국;오광헌;김철주;박이동;황영규
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1995년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.185-198
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    • 1995
  • This is an experimental study conducted to visualize the nucleate boiling phenomena and flow regimes occurring inside the liquid pool in a closed two-phase thermosyphon. To meet this purpose, an annular-type thermosyphon was designed and manufactured using a glass tube and a stainless steel tube, being assembled axisymmetrically. The heat to be supplied to the working fluid is generated within a very thin layer of stainless steel tube wall by applying a high frequency electromagnetic field through the induction coil, axisymmetrically set around the evaporator zone. Some important results were as follows ; 1) Considering the structural complexity of the tested thermosyphon, it showed good performance for the range of heat flux 2< q" <25kW/$m^2$ and saturation vapor pressure, 0.1<Pv<1.1bar 2) different type of nucleating boiling regimes were observed as described below, -Pulse boiling regime : Flow pattern changed cyclically with time during 1 cycle of pulse boiling process. The onset of Nucleation was followed by expulsive growing of vapor bubble, resulting in the so called blow-up phenomenon, massive expulsion of large amount of liquid around the bubble. -Transient : Some spherical vapor bobbles were observed growing out from 2~3 nucleating sites, that was dispersed at the lower part of the heated tube wall in the liquid pool. But the rest upper region above the nucleating sites were filled with churns or bubbles of vapor. -Continuous nucleate boiling regime : The whole zone of evaporator was filled with lots of spherical vapor bubbles, and the bubbles showed tendency to decrease in diameter as the heat flux increased.ased.

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로켓 엔진의 시동에 관한 해석적 연구 (Numerical Analysis on the Startup of a Rocket Engine)

  • 박순영;설우석
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.60-71
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    • 2007
  • 액체로켓 엔진의 시동은 연소기와 가스발생기의 안정적인 점화는 물론 시동에 소요되는 시간을 단축하여 추력 발생과 상관없는 추진제 소모량을 줄이는 방향으로 전개되어야 한다. 특히 엔진시스템의 시동 순서나 규격을 모두 시험적으로 개발하는 데는 한계가 있으며, 안전상의 이유로 시험 조건이나 시동 cyclogram에 대한 해석적인 분석이 선행될 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 가스발생기 사이클 액체로켓 엔진의 수학적 모델을 상용 1차원 유체시스템 해석 프로그램인 Flowmaster를 기반으로 개발하였으며, 이를 이용하여 안정된 엔진 시동을 위한 파이로시동기 규격이나 연소기 및 가스발생기 종단밸브의 열림시간 등을 구하는 방법론을 제시하였다. 아울러 해석 결과로 구한 시동특성을 해외 엔진의 시동 해석 결과와 정성적인 비교를 수행하여 비교적 잘 일치함을 파악하였다.