• 제목/요약/키워드: Metal Powder Combustion

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Primary Research on Theoretical Performance and Powder Supply Characteristics of Powder Rocket

  • Deng, Zhe;Hu, Chun-bo;Hu, Song-qi;Xu, Yi-hua
    • International Journal of Aerospace System Engineering
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    • 제2권2호
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    • pp.1-5
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    • 2015
  • The powder propellant rocket which uses micron-sized particles as fuel is storable and costly. Functions like thrust control and multiple-ignition can be realized by changing powder mass flow rate. In this paper, we discuss the theoretical performance of bi-propellant and mono-propellant powder rocket. When used as the fluidization gas, helium can improve specific impulse dramatically. The stability of the powder feeding device is preliminarily quantified through metal/N2O powder rocket hot fire tests.

마그네슘-알루미늄(Mg-Al) 합금 분말의 염소이온 정량법의 비교에 관한 연구 (A Study on the Comparison of Chloride Ion Quantification Methods for Magnesium-Aluminum (Mg-Al) Alloy Powder)

  • 김윤환;최영선
    • 공업화학
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    • 제34권4호
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    • pp.450-454
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    • 2023
  • 플럭스 코어 아크 용접(flux cored arc welding, FCAW)에서 플럭스(flux)로 사용되는 합금 분말 내의 염소이온은 용접 금속의 비드 표면에 기공을 유발하여 불량을 유발하거나, 합금 분말에 잔류한 염소가 금속의 부식을 유발할 수 있다. 합금 분말의 염소이온 정량은 주로 연소-이온크로마토그래피법이 사용되나, 장비가 고가이며 고도의 전문성이 요구되는 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 합금 분말의 염소이온 정량으로 주로 쓰이는 방법인 연소-이온크로마토그래피 법과 X-선 형광분석법, 그리고 전위차 적정법을 비교하여 현장에서 적용하기 쉽고 정확한 정량법을 찾고자 한다. 염소이온 정량의 대상으로는 플럭스로 가장 흔히 사용되는 마그네슘-알루미늄 합금 분말을 대상으로 한다. 본 연구의 결과를 통해, 전위차 적정법을 현장에서 합금 분말의 염소이온 정량에 적용할 수 있다.

금속분말 연소기의 slag 제거기법 개념 설계 및 Water Film 형성 조건 기초실험 (Conceptual Design of the Slag Removal Method in the Metal Powder Combustor and Condition Tests for the Water Film Formation)

  • 김광연;;고현;이성웅;조용호
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.554-557
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    • 2011
  • 금속분말을 연료로 하는 연소기 개발에 있어 발생하는 문제점 중에 하나는 알루미나 slag 처리이다. 연소기 내부에 Water film을 형성시킴으로써 금속분말 연소기의 문제점을 해결할 수 있을 것으로 기대한다. 이를 위한 선행연구로 water film의 형성 조건에 대한 실험을 수행하였다. 실험 모델에 대하여 물 분사 속도가 증가할수록 원형 모델에 대한 water fim 각도가 작아져, 약 10 m/s이상에서 완전한 water film이 형성되는 것을 알 수 있었다.

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Fe-금속 산화물 계면에서 연소반응의 유한 요소해석 (Finite Element Analysis of Combustion Reaction on Iron and Metal Oxides Interface)

  • 구문선;최용
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.118.2-118.2
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    • 2017
  • Combustion behavior of Fe, CuO, NiO, ZnO and $Fe_2O_3$ powder mixture was carried out by finite element method (FEM) to understand a reaction at iron and metal oxide interface. The FEM was done by using ANSYS Fluent 17.0. Initial and boundary conditions are 1 atmosphere, room temperature, 0.1MPa of oxygen partial pressure, $T_{S1}=1127^{\circ}C$, $T_{S2}=327^{\circ}C$ for a cylindrical shape specimen with dia. $35{\times}80$ [mm]. The maximum combustion temperature is $1537^{\circ}C$ for the condition of conduction, convection and radiation. The combustion temperature and rate are about $847^{\circ}C$ and 3.9mm/sec, respectively. The combustion wave is enough to make ternary ferrite phase like $CuNiZnFe_2O_3$.

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적외선 열화상법 및 FE-SEM을 활용한 마그네슘 연소특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Combustion Characteristics of Magnesium using Infrared Thermography and FE-SEM)

  • 이준식;남기훈
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제23권6_2호
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    • pp.927-934
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    • 2020
  • Magnesium powder has been widely used in various industries because it is light weight and extremely high mechanical strength including aeronautics and chemicals. However, magnesium, as a combustible metal, poses serious safety issues such as fires and explosions if it is not managed properly. Especially, magnesium's max adiabatic flame temperature is 3,340℃ and it is impossible to extinguish it by using water, CO2 and Halonagents. The aim of this study is to identify the combustion characteristics of magnesium powder. We carried out a combustion experiment, using 1 kg of magnesium (purity > 99 %, particle < 150 ㎛). The features of the magnesium burning process were scrutinized using infrared thermal image analysis. Also, a field-emission scanning electron microscope (FE-SEM) were used employed to analyze particulate composites and properties. It concludes the significant tendency of magnesium fire and light, combustion carbide's particle characteristics. This study contributes to make better prevention and response manners to magnesium fires, as well as fire investigation measures.

Boron Powder 적용 연료과농 추진제 및 연소 후 생성물의 특성 연구 (Characteristics of Fuel-rich Solid Propellants with Boron Powder and the Combustion Products)

  • 김미리;김정은;길태옥
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.12-19
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    • 2022
  • 덕티드 로켓의 가스발생기에 사용되는 추진제는 연료과농 추진제로서, 일반적인 고체 로켓 추진제에 비하여 과량의 금속연료와 소량의 산화제를 포함한다. 본 논문에서는 연료과농 추진제를 제조하기 위하여 보론 분말과 MgAl(Magnesium-Aluminium Alloy)를 적용하였다. 이 금속연료를 적용한 추진제의 특성을 분석하였고, 이를 통하여 최적의 조성을 연구하였다. 추진제의 연소생성물 분석을 통하여 보론 비드가 아닌 미립의 보론 분말로도 가스발생기용 연료과농 추진제가 가능함을 확인하였다.

Combustion Synthesis of $LiMn_2$$O_4$with Citric Acid and the Effect of Post-heat Treatment

  • Han, Yi-Sup;Son, Jong-Tea;Kim, Ho-Gi;Jung, Hun-Teak
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.307-307
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    • 2001
  • Combustion process with citrate was used to produce the LiMn$_2$O$_4$powder. Precursors are pre-ignited in open air followed by post-heating in the range from $600^{\circ}C$ to 80$0^{\circ}C$ for 4h. With varying the molar ratio (R) of ethylene glycol (EG) to citric acid (CA) from 0 to 4, the effect of EG content on powder characteristics is evaluated. Vacuum drying promote the auto-ignition at room temperature. With small addition of EG metal ion was selectively segregated with organic substances and undesired lithium evaporation occurred during post-heating. LiMn$_2$O$_4$phase which is produced by combustion reaction was decomposed back to Mn$_3$O$_4$because the reaction temperature was higher than 95$0^{\circ}C$. With increasing EG content, the homogeneity of LiMn$_2$O$_4$powder increased and specific surface area increased. And lithium evaporation during vacuum drying and/or ignition also increased.

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수(水)반응성 고체추진제를 이용한 수중고속램제트엔진 시스템 개념 설계 (Concept Design of Hydro Reactive Solid Propellant for Underwater High Speed Ramjet Engine System)

  • 채재우;심주현;곽용환;구형준
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.121-131
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    • 2005
  • 고속 수중 어뢰의 추진을 위해 외부에서 공급 받은 물과 증기로 연소 하는 수(水)반응성 연료를 이용하고 있다. 수(水)반응성 연료의 주성분은 마그네슘과 알루미늄처럼 반응성이 큰 금속들을 이용하며, 이 금속들은 수증기와 높은 열량과 함께 로켓 추력 실에서 연소 시킨다. 위 금속들의 연소 속성에 대한 해석은 이미 완료되었다. 수반응성 추진제의 가능성 있는 변형체에 대한 개념들은 수반응성 추진제 설계의 기초적인 제안들을 기하학 및 열역학적 연소 조건을 이용하여 논의 할 것이다.

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Self-Sustaining Combustion Process를 이용한 NiO/YSZ 초미세 복합분말 제조 (Preparation of NiO/YSZ Ultra-Fine Powder Composites Using Self-Sustaining Combustion Process)

  • 김선재;정충환;김경호;김영석;국일현
    • 한국세라믹학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.411-417
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    • 1996
  • Ultrafine NiO/YSZ (Yttria Stabilized Zirconia) powders were made by using a glycine nitrate process which is used as anode material for solid oxide fuel cells. The specific surface areas of synthesized NiO/YSZ powders were examined with controlling pH of a precursor solution and the content of glycine. The binding of glycine with metal nitrates occurring in the precursor solution was analyzed by using FTIR. The characteristics of synthesized powders were examined with X-ray diffraction(XRD) Brunauer Emmett Teller with N2 absorption. scanning electron microscopy (SEM). and transmission electron microscopy (TEM). Ultrafine NiO/YSZ powders of 15-18 m2/g were obtained through GNP when the content of glycine was controlled to 1 or 2 times the stoichiometric ratio in the precursor solutions. Strongly acid precursor solution increased the specific surface area of the synthesized powders. This is suggested to be the increased binding of metal nitrates and glycine under a strong acid solution of pH=0.5 that lets glycine consist of mainly the amine group of {{{{ { NH}`_{3 } ^{+ } }}. After sintering and reducing treatment of NiO/YSZ powders synthesized by GNP the Ni/YSZ pellet showed ideal microstructure where very fine Ni particles of 3-5 ${\mu}{\textrm}{m}$ were distributed uniformly and fine pore around Ni metal particles was formed. leading to anincrease of the triple phase boundary among gas Ni and YSZ.

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