• 제목/요약/키워드: solid surface tension

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Numerical analysis of melt migration and solidification behavior in LBR severe accident with MPS method

  • Wang, Jinshun;Cai, Qinghang;Chen, Ronghua;Xiao, Xinkun;Li, Yonglin;Tian, Wenxi;Qiu, Suizheng;Su, G.H.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권1호
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    • pp.162-176
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    • 2022
  • In Lead-based reactor (LBR) severe accident, the meltdown and migration inside the reactor core will lead to fuel fragment concentration, which may further cause re-criticality and even core disintegration. Accurately predicting the migration and solidification behavior of melt in LBR severe accidents is of prime importance for safety analysis of LBR. In this study, the Moving Particle Semi-implicit (MPS) method is validated and used to simulate the migration and solidification behavior. Two main surface tension models are validated and compared. Meanwhile, the MPS method is validated by the L-plate solidification test. Based on the improved MPS method, the migration and solidification behavior of melt in LBR severe accident was studied furthermore. In the Pb-Bi coolant, the melt flows upward due to density difference. The migration and solidification behavior are greatly affected by the surface tension and viscous resistance varying with enthalpy. The whole movement process can be divided into three stages depending on the change in velocity. The heat transfer of core melt is determined jointly by two heat transfer modes: flow heat transfer and solid conductivity. Generally, the research results indicate that the MPS method has unique advantage in studying the migration and solidification behavior in LBR severe accident.

퍼플로오로알킬에틸아크릴레이트/아크릴레이트/그리시딜메타크릴레이트 공중합체의 유화중합 및 그들의 표면특성 (Emulsion Polymerization and Surface Properties of Perfluoroalkylethyl Acrylate/Acrylate/Glycidyl Methacrylate Copolymers)

  • 윤종국;이정희;김지수;이영희;이동진;김한도
    • 청정기술
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    • 제18권2호
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    • pp.170-176
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    • 2012
  • 플로오로 함유 아크릴 공중합체를 여러 가지 조성의 아크릴 단량체[AA : 에틸 아크릴레이트(EA), 부틸아크릴레이트(BA) 혹은 메틸메타크릴레이트(MMA)], 퍼플로오로알킬에틸 아크릴레이트(PFA) 및 그리시딜메타크릴레이트(GMA)로부터 유화중합법(유화제 : 소디움 도데실 설페이트/노닐페놀에톡실레이트)으로 합성하였다. 아크릴 단량체 중에서 BA를 사용한 경우 가장 낮은 표면에너지를 가진 아크릴 공중합체를 얻을 수 있었으며, 최적량의 단량체 조성(BA: 87 wt%, GMA : 8.7 wt% 및 PFA : 4.3 wt%)에서 얻은 공중합체의 표면에너지/물에 대한 접촉각/methylene iodide에 대한 접촉각은 19.89 mN/m /$103.5^{\circ}$/$78.7^{\circ}$로서 높은 표면활성을 지닌 것을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서 얻은 최적의 아크릴 공중합체는 높은 발수 및 발유 표면 특성을 지닌 코팅소재로 활용할 수 있을 것이다.

연속 성장법으로 성장된 Mn-Zn Ferrite 단결정 특성 및 결함 (Properties and defects of Mn-Zn Ferrite single crystals grown by the modified process)

  • 정재우;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.23-33
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    • 1991
  • Mn-Zn Ferrite는 단결정을 성장하기 위하여 용융하는 동안 불균질 용융과 ZnO휘발의 고유특성을 갖는 재료이다. 그 결과로, 결정성장축을 따라 양이온의 분포가 불균일 하게 된고 또한 기존의 Bridgman법에서는 도가니내에서 용융대가 장시간 유지됨으로써 백금입자가 결정안으로 침입하게된다. 이들은 훼라이트의 자기적 성질을 저하시키는 성질을 갖고 있다. 그러나 새로운 성장법에서는 이러한 단점들을 극복하고 양질의 단결정을 얻기 위하여 결정성장 인자들의 관계를 고찰하였으며 그 인자들은 다음과 같다 : 도가니내의 melt 높이, melt의 표면장력과 밀도, 계면에서의 melt거동, 도가니와 고액계면의 형상, 원료공급속도, 결정성장속도. 아울러, 성장된 결정의 조성을 분석하였을 때 초기조성과 비교하여 $\textrm{Fe}_2\textrm{O}_3$ 1.5 mol%, MnO, Zn 2.0 mol% 이내로 조성 변동은 각각 억제되었고 성장결정면 (110)에서 화확적인 etching 법을 이용하여 광학현미경을 통해 결정내부등을 관찰하였으며, 자기적 특성등을 측정하였다.

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하이브리드 로켓 연소에서 연료액적의 발생과 저주파수 연소불안정 (Fuel Droplet Entrainment and Low Frequency Instability in Hybrid Rocket Combustion)

  • 김진아;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권7호
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    • pp.573-580
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    • 2021
  • 파라핀 왁스는 높은 후퇴율 때문에 하이브리드 로켓의 연료로 많은 각광을 받고 있다. 하지만 파라핀 연료의 연소에서도 비정상적인 저주파수 연소압력 진동이 관찰되고 있는데, 이는 연료 표면에 형성된 액체층과 액적의 유입과 관련이 있는 것으로 추론된다. 본 연구는 액적에 의한 추가적 연소와 저주파수 연소불안정 발생과의 관계를 분석하였다. 한편, 액적의 발생은 관성력과 액체의 표면장력의 비로 정의되는 We수(Weber Number)와 액체층의 Re수(Reynolds Number)에 따라 변화하는 것으로 알려져 있다. 따라서 일차적으로 실험실 규모의 로켓을 사용하여 We수에 따른 연소불안정의 발생여부를 관찰하였다. We수의 조절은 산화제 유량 변화를 통한 관성력의 변화와 LDPE(Low Density Polyethylene) 첨가에 의한 표면장력의 변화를 통해 시도하였다. 저주파수의 연소불안정의 발생은 특정한 We수 이상에서만 관찰되었고 임계 We수가 존재하는 것을 확인하였다.

제미니형 비이온 반응성 계면활성제를 이용한 수성접착제의 제조 및 특성 (Preparation and Properties of Water-based Adhesive Using Gemini Type Nonionic Reactive Surfactants)

  • 신혜린;정노희
    • 공업화학
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    • 제30권5호
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    • pp.597-605
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    • 2019
  • 수용성 접착제의 접착력을 향상시키기 위해 제미니형 비이온 반응성 계면활성제를 합성하여 수계 접착제에 적용하였다. 제미니형 비이온 반응성 계면활성제는 말레산 및 에틸렌옥사이드의 부가몰수가 다른 폴리 옥시 에틸렌 세틸 에테르를 사용하여 합성하였다. 합성된 계면활성제는 FT-IR 및 $^1H-NMR$에 의해 확인되었다. 합성된 화합물은 밝은 노란색 왁스의 형상이었고, 화합물의 운점은 $78^{\circ}C$ 이상이었다. 측정된 임계 미셀 농도(c.m.c)는 $1.0{\times}10^{-4}{\sim}7.0{\times}10^{-4}mol/L$이었고 표면장력은 25.9~32.0 mN/m이었다. 에틸렌옥사이드의 부가몰수가 증가함에 따라 유화력이 향상되었다. Ross-Miles 법에 의한 화합물의 발포 높이는 1.4~4.5 cm이었다. 본 연구에서 합성된 계면활성제는 수성 접착제의 유화 중합에서 유화제로 사용되었으며 그 물성을 평가하였다. 준비된 접착제의 고체 함량은 59%이었다. 접착제의 평균입자크기는 164~297 nm이었다. 접착제의 초기 점착성의 볼 번호는 20~32이었으며, 박리 강도는 $1.8{\sim}2.1kg_f/mm$이었다. 점도 유지율은 30 days 동안 99%로 확인되었다. 합성된 제미니형 비이온 반응성 계면활성제는 점착력을 위한 유화제로 사용될 것으로 기대된다.

장기 침수가 포도 '캠벨얼리'와 '거봉' 품종의 생육과 양분함량에 미치는 영향 (Effect of Long Term Waterlogging on the Growth and Nutrient Contents of 'Campbell Early' and 'Kyoho' Grapevine Cultivars)

  • 강석범;이인복;장한익;박진면;문두길
    • 한국환경농학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.178-184
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    • 2008
  • 포도나무 수체의 생육, 양분흡수 및 과실특성에 미치는 침수의 영향을 구명하기 위하여 '캠벨얼리'와 '거봉' 포도나무 2년생 유목은 40 L 포트에 정식하여 비닐하우스에서 2005년 6월14일부터 7월20일까지 35일간 비침수구(대조구)와 침수구로 구분하여 실험을 수행하였다. 실험기간 동안 대조구의 포도나무는 -40 kPa 수분장력하에서 관수점을 조절하였으며, 침수구는 포트 지면위 10 cm까지 물에 잠기게 하여 침수 처리하였다. 침수처리로 '캠벨얼리'와 '거봉' 품종 모두에서 지상부와 뿌리의 건물중은 크게 감소하였으며, 지상부 생육의 저해 정도는 '캠벨얼리'에 비해 '거봉' 품종에서 심한 경향이었다. '캠벨얼리'와 '거봉' 품종의 침수처리구에서 뿌리중 질소함량은 증가하였으며, '캠벨얼리' 잎의 질소함량은 처리구간 현저한 차이가 없는 반면 '거봉'의 잎 중 질소함량은 크게 감소하였다. '캠벨얼리'와 '거봉' 품종 모두에서 뿌리와 잎의 인과 칼륨 함량은 감소하였으며, 잎 중 인과 칼륨의 감소 정도는 '캠벨얼리'에 비해 '거봉' 품종에서 심한 경향이었다. 그 결과 '거봉' 품종의 경우 엽, 줄기 및 신초 생장은 '캠벨얼리' 품종에 비해 크게 감소하였다. 한편 침수처리 간 '캠벨얼리'의 당 산도 및 과립중은 현저한 차이가 없었다. 그러나 '거봉' 품종의 경우에는 침수에 의해 과립중이 감소하였고 산 함량은 낮은 반면 당도는 높게 나타났는데 이는 침수 스트레스에 의해 과일이 조기 착색되면서 성숙이 촉진되었기 때문으로 판단되었다. 결론적으로 '캠벨얼리' 품종에 비해 '거봉' 품종에서 지상부로의 양분전송이 현저하게 감소하여 수체생장은 보다 심하게 억제된 반면, 과실 당도는 높고 착색이 신속하게 진행되었다는 고려할 때 '캠벨얼리'에 비해 '거봉' 품종이 침수에 약한 것으로 판단된다.