Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.37
no.12
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pp.1489-1495
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2013
High-pressure flows are ubiquitous in many industrial fields. A representative application is fuel injection using a common-rail control system in diesel engines, where the injection pressure in the injector exceeds 1000 bar. In high-speed injection, the fluid injected through the nozzle undergoes breakup owing to the interaction with the ambient gas. The breakup process influences mixture formation, which in turn influences combustion in diesel engines. Therefore, it is very important to analyze the breakup process of fuel spray. The Reitz and Diwakar model and cascade atomization and breakup (CAB) model were used in this study as sub-models for the numerical analysis of the breakup process of fuel spray. This study aims to precisely analyze the breakup process of spray and to investigate the breakup frequency of the injected fuel. Consequently, it proposes a suitable sub-model for analyzing the breakup process of a diesel spray by using CFX, a commercial CFD program.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.44
no.3
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pp.95-104
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2011
Ti based nanocomposite films including V, Si and Nb (Ti-Me-N, Me=V, Si and Nb) were fabricated by hybrid physical vapor deposition (PVD) method consisting of unbalanced magnetron (UBM) sputtering and arc ion plating (AIP). The pure Ti target was used for arc ion plating and other metal targets (V, Si and Nb) were used for sputtering process at a gas mixture of Ar/$N_2$ atmosphere. Mostly all of the films were grown with textured TiN (111) plane except the Si doped Ti-Si-N film which has strong (200) peak. The microhardness of each film was measured using the nanoindentation method. The minimum value of removal rate ($0.5{\times}10^{-15}\;m^2/N$) was found at Nb doped Ti-Nb-N film which was composed of Ti-N and Nb-N nanoparticles with small amount of amorphous phases.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.47
no.6
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pp.316-322
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2014
With increase in demand for higher operating temperatures of gas turbines, extensive research efforts have been carried out to enhance the performance of thermal barrier coatings (TBCs) in the field of coating processing as well as materials. In this study, thermal barrier coatings in lanthanum/gadolinium zirconate system, which is one of the most promising candidates for replacing yttira-stabilized zirconia (YSZ) in thermal barrier coating applications, are fabricated via suspension plasma spray. Dense, $300{\sim}400{\mu}m$ thick coatings of fluoritephase zirconate with modest amount of segmented microstructures are obtained by using suspension plasma spray with suspensions of planetary-milled mixture between lanthanum and/or gadolinium oxide and nano zirconia. These coatings exhibit thermal conductivities of 1.6 ~ 1.7 W/mK at $1000^{\circ}C$, which is relatively lower than that of YSZ.
Han, Chulwoong;Ahn, Byung-Doo;Kim, Dae-Guen;Lee, Man Seung;Kim, Yong Hwan
Resources Recycling
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v.29
no.1
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pp.70-80
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2020
This study investigates the effect of flux type and mixing ratio on efficiency in aluminum can scrap recycling using induction furnace. The removal of surface coating layer of aluminum can scrap was possible through heat treatment at about 500 ℃ for about 30 min. The temperature for the melting process was set to be slightly above the melting temperature of the aluminium can scrap. The molten metal treatment was performed with different types of flux and mixing ratio. As a result, The optimum efficiency of Al recovery ratio was revealed when the process was performed with at least 3 wt.% of the flux (Salt and MgCl2 mixture of ratio 70:30) at 750 ℃. The mechanical property of the recovered Al alloy showed that the tensile strength is about 249 MPa and elongation is about 14 %. This result was found to be similar to the mechanical property of the virgin Al 5083 alloy.
The oxygen index test was carried out to obtain the relative flammability of wood-based materials (plywood, MDF, particleboard) and their oxygen indices. The oxygen index is the minimum concentration of oxygen, expressed as volume percent, in a mixture of oxygen and nitrogen that will just support flaming combustion of a material under the specified laboratory conditions. In this study the oxygen indices were calculated by using the Dixon and Massey's Up and Down method("N" Large method). The obtained results were as follows : 1. The oxygen indices calculated with Up and Down method were 27.9% for plywood, 26.9% for MDF, and 26.2% for particleboard, indicative of plywood being more difficult to burn than MDF and particleboard Lender the same surrounding conditions. 2. The oxygen indices were not affected by the total gas flow rate.
Yttria-stabilized zirconia(YSZ) films were prepared onto p-type (100) silicon wafer by a plasma-enhanced metallorganic chemical vapor deposition(PE MO CVD) processing involving the application of vapor mixture of tri(2.2.6.6-tetramethyl-3, 5-heptanate) yttrium$[Y(DPM)_3]$, zirconiumtriflouracethyla cetonate$(Zr(tfacac)_4$ and oxygen gas. The x-ray diffraction(XRD) and fourier transform infrared spectra(FT1R) results showed that the deposited YSZ films had a single cubic phase. $Y_2O_3$ content of YSZ film was analyzed by PIXE(partic1e induced x-ray emission). The experimental results by PIXE revealed that 12.lmol%, 20.4mol% and 31.6mol% $Y_2O_3$ could be obtained as the $Y(DPM)_3$ bubbling temperature varied at $160^{\circ}C, 165^{\circ}C$ and $170^{\circ}C$ respectively. The increase of $Y(DPM)_3$ bubbling temperature caused shifting flat band voltage to have a negative value.
Lee, Shin Ja;Jeong, Jin Suk;Shin, Nyeon Hak;Lee, Su Kyoung;Kim, Hyun Sang;Eom, Jun Sik;Lee, Sung Sill
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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v.32
no.12
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pp.1864-1872
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2019
Objective: This study was conducted to evaluate the effects of Ecklonia stolonifera (E. stolonifera) extract addition on in vitro ruminal fermentation characteristics, methanogenesis and microbial populations. Methods: One cannulated Holstein cow ($450{\pm}30kg$) consuming timothy hay and a commercial concentrate (60:40, w/w) twice daily (09:00 and 17:00) at 2% of body weight with free access to water and mineral block were used as rumen fluid donors. In vitro fermentation experiment, with timothy hay as substrate, was conducted for up to 72 h, with E. stolonifera extract added to achieve final concentration 1%, 3%, and 5% on timothy hay basis. Results: Administration of E. stolonifera extract to a ruminant fluid-artificial saliva mixture in vitro increased the total gas production. Unexpectedly, E. stolonifera extracts appeared to increase both methane emissions and hydrogen production, which is contrasts with previous observations with brown algae extracts used under in vitro fermentation conditions. Interestingly, real-time polymerase chain reaction indicated that as compared with the untreated control the ciliate-associated methanogen and Fibrobacter succinogenes populations decreased, whereas the Ruminococcus flavefaciens population increased as a result of E. stolonifera extract supplementation. Conclusion: E. stolonifera showed no detrimental effect on rumen fermentation characteristics and microbial population. Through these results E. stolonifera has potential as a viable feed supplement to ruminants.
This paper presents the friction and anti-wear characteristics of nano-oil with n mixture of a refrigerant oil and carbon nano-particles in the thrust slide-bearing of scroll compressors. Frictional loss in the thrust slide-bearing occupies a large part of total mechanical loss in scroll compressors. The characteristics of friction and anti-wear Lising nano-oil is evaluated using the thrust bearing tester for measuring friction surface temperature and the coefficient of friction at the thrust slide-bearing as a function of normal loads up to 4,000 N and orbiting speed up to 3,200 rpm. It is found that the coefficient of friction increases with decreasing orbiting speed and normal force. The friction coefficient of carbon nano-oil is 0.015, while that of pure oil is 0.023 under the conditions of refrigerant gas R-22 at the pressure of 5 bars. It is believed that carbon nano-particles can be coated on the friction surfaces and the interaction of nano-particles between surfaces can be improved the lubrication in the friction surfaces. Carbon nano-oilenhances the characteristics of the anti-wear and friction at the thrust slide-bearing of scroll compressors.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.54
no.5
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pp.230-237
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2021
In this study, the influence of silicon contents on the microstructure, mechanical and tribological properties of Ti-Al-Si-N coatings were systematically investigated for application of cutting tools. The composition of the Ti-Al-Si-N coatings were controlled by different combinations of TiAl2 and Ti4Si composite target powers using an arc ion plating technique in a reactive gas mixture of high purity Ar and N2 during depositions. Ti-Al-Si-N films were nanocomposite consisting of nanosized (Ti,Al,Si)N crystallites embedded in an amorphous Si3N4/SiO2 matrix. The instrumental analyses revealed that the synthesized Ti-Al-Si-N film with Si content of 5.63 at.% was a nanocomposites consisting of nano-sized crystallites (5-7 nm in dia.) and a three dimensional thin layer of amorphous Si3N4 phase. The hardness of the Ti-Al-Si-N coatings also exhibited the maximum hardness value of about 47 GPa at a silicon content of ~5.63 at.% due to the microstructural change to a nanocomposite as well as the solid-solution hardening. The coating has a low friction coefficient of 0.55 at room temperature against an Inconel alloy ball. These excellent mechanical and tribological properties of the Ti-Al-Si-N coatings could help to improve the performance of machining and cutting tool applications.
Ti has received considerable attention for aerospace, vehicle, and semiconductor industry applications because of its acid-resistant nature, low density, and high mechanical strength. A common precursor used for preparing Ti materials is $TiCl_4$. To prepare high-purity $TiCl_4$, a process based on the removal of $VOCl_3$ has been widely applied. However, $VOCl_3$ removal by distillation and condensation is difficult because of the similar physical properties of $TiCl_4$ and $VOCl_3$. To circumvent this problem, in this study, we have developed a process for $VOCl_3$ removal using Cu powder and mineral oil as purifying agents. The effects of reaction time and temperature, and ratio of purifying agents on the $VOCl_3$ removal efficiency are investigated by chemical and structural measurements. Clear $TiCl_4$ is obtained after the removal of $VOCl_3$. Notably, complete removal of $VOCl_3$ is achieved with 2.0 wt% of mineral oil. Moreover, the refined $TiCl_4$ is used as a precursor for the synthesis of Ti powder. Ti powder is fabricated by a thermal reduction process at $1,100^{\circ}C$ using an $H_2-Ar$ gas mixture. The average size of the Ti powder particles is in the range of $1-3{\mu}m$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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