• Title/Summary/Keyword: 가스-고체입자

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$10^{-10}$ Pa 영역에서의 스퍼터 이온펌프와 Non-Evaporable Getter (NEG) 펌프조합의 배기 특성

  • Jo, Bok-Rae;Han, Cheol-Su;Kim, Yeong-Jun;An, Sang-Jeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.148-148
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    • 2013
  • 스퍼터 이온펌프(Sputter Ion Pump)는 주로 화학흡착으로 동작하며 기계적 진동이 없고, 기름 등의 오염 물질을 배출하지 않으며, 수명이 길어 초고청정 진공이 요구되는 표면실험장치, 표면분석계, 입자가속기 등에서 널리 사용 되고 있다. 일정한 지름을 갖는 다수의 원통 양극과 그 양단에 두개의 음극판을 배치시킨 후, 양극과 음극 사이에 수 kV의 전압을 걸고 원통의 축방향으로 자장을 인가하면 페닝 방전이 발생한다. 냉음극에서 방출된 전자는 양극으로 비행하면서 가스를 이온화한다. 이온분자는 가스흡수성 게터재료로 된 음극에 충돌하여 스퍼터링을 일으키며 게터막를 주변에 증착시킨다. 이온 및 중성 가스는 게터 고체막 속에 주입 포획되는 형태로 배기된다. 스퍼터 이온펌프는 $10^{-5}$ Pa 부근에서 최대 배기속도를 가지며, 압력이 낮아질 수록, 특히 $10^{-10}$ Pa영역 이하에서는 그 배기속도가 급격히 저하되며, $10^{-10}$ Pa영역에서는 배기능력을 거의 상실한다. 따라서 스퍼터 이온펌프 단독으로 진공시스템을 배기할 때 도달압력은 $10^{-9}$ Pa 영역에 머무르게 되며, $10^{-10}$ Pa 이하의 극고진공을 얻기 위해서는, $10^{-8}$ Pa 이하의 압력에서 배기 속도가 압력과 무관한 흡착펌프(getter pump)와 이온펌프를 조합하여 사용한다. 본 실험에서는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 진공로에서 탈개스시킨 진공용기를 배기속도 450, 60, 30, 20, 5, 3 l/s의 6종류의 이온펌프와 배기속도 400 l/s, 100 l/s의 non-evaporable getter (NEG) 펌프를 조합시켜 배기하여 그 배기 특성을 비교하였다. 도달 압력은 이온펌프의 배기속도가 클수록 낮아지는 경향을 보여주었다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하여 배기시킬 때 도달 압력은 ~$2{\times}10^{-10}$ Pa을 기록하여 가장 낮았으며, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하였을 때는 $ 2{\sim}3{\times}10^{-8}$ Pa을 기록하였다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합한 경우 잔류가스의 대부분이 수소였으나, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG의 조합한 경우에는 메탄의 잔류량이 수소 보다 많았다. 이 결과는 메탄을 배기하지 못하는 NEG의 배기 특성을 보완하기 위해서는 일정 배기속도 이상의 이온 펌프가 필요함을 보여준다.

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Combustion Characteristics of Imported Bituminous & Subbituminous Coal in a Pilot Scale Test Facility (발전용 역청탄 및 아역청탄의 파일롯 연소특성 평가)

  • Kim, Hyunhee;Park, Hoyoung;Lim, Hyunsoo;Baek, Sehyun;Kim, Taehyung;Kim, Youngju;Gong, Jiseon;Lee, Jeongeun
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.23 no.4
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    • pp.207-214
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    • 2014
  • With the depletion of high grade coal, it is indispensable to be used co-combustion of low rank coal with bituminous coal in pulverized coal-fired power plants. This study describes the detailed measurements of combustion characteristics of bituminous and subbituminous coal in a 0.7MWth pilot-scale test facility. This experimental works include the measurement of gas temperature, gas concentrations along with the reactor axial and radial distance at the condition of excess air ratio of 1.2. The solid sampling was carried out and analyzed with the combustion of bituminous coal. The main reaction zone of coal flame in a reactor was formed about 1 m from the swirl burner, and at downstream, the fully developed temperature and species distribution was observed. The sampled particles of bituminous coal in a reactor revealed the complete carbon burn-out was achieved just after an main combustion zone.

Physical property evolution along gas hydrate saturation for various grain size distribution (다양한 입도분포에서의 하이드레이트 함유량에 따른 물성 변화 양상 연구)

  • Jung, Jaewoong;Lee, Jaehyung;Lee, Joo Yong;Lee, Minhui;Lee, Donggun;Kim, Sejoon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.05a
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    • pp.149-149
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    • 2011
  • 청정 에너지원으로 높은 잠재력을 가지고 있는 가스하이드레이트는 상업적 기술개발이 미확보된 상태임에도, 우리나라에서 부존이 직접적으로 확인되었기 때문에 에너지원으로서 그 중요성이 부각되고 있다. 현재 전세계적으로 가스하이드레이트 개발 및 생산에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며 이에 대한 기초자료로서 가스하이드레이트가 함유된 퇴적층의 물성자료가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 입도 분포별 총 5가지의 미고결 시료를 대상으로 투과도, p파속도, 전기비저항 측정을 수행하였다. 연구에 사용된 미고결 시료는 Hama#5($774{\mu}m$), #6($485{\mu}m$), #7($258{\mu}m$), #8($106{\mu}m$) 4가지와 Hama#6과 Hama#7을 1:1($371{\mu}m$)로 혼합하여 사용하였다. 실험에 사용된 장비는 가스하이드레이트를 인공적으로 생성시키기 위해 퇴적층을 모사할 수 있는 고압셀과 자료획득장비, 유체 주입장비, 온도 유지장비이다. 또한 투과도 측정에는 차압계, 전기비저항 측정에 RLC meter, p파속도 측정에 음파 송수신장비를 사용하여 각각의 물성을 측정하였다. 실험과정을 단계별로 요약하면 먼저 시료를 고압셀에 충진한 뒤 주입된 물의 양으로부터 공극률을 측정하고, 절대 투수계수를 측정하였다. 그 후, 메탄가스를 주입하여 퇴적층 내 수포화도(water saturation)를 잔류상태(irreducible saturation)로 유지시키고 메탄가스를 추가적으로 주입하여 원하는 압력까지 가압한 뒤 온도를 $1^{\circ}C$로 낮추었다. 가스하이드레이트의 생성은 급격한 압력강하로부터 알 수 있다. 최종적으로 가스하이트레이트가 함유된 퇴적층의 상대 투수계수를 측정하기 위해 메탄가스를 주입하였고 각각의 측정장비를 통해 전기비저항 및 p파 속도를 측정하였다.$V_g$, $V_h$, $V_w$, $V_ss$는 각각 가스의 부피, 하이드레이트의 부피, 물의 부피, 모래의 부피이다. 또한 수포화도, $S_w=\frac{V_w}{V_v}$이며 하이드레이트 포화도, $S_h=\frac{V_w}{V_v}$, 가스 포화도, $S_g=\frac{V_g}{V_v}$로 정의된다. 본 실험의 결과 투과도는 가스의 부피비, $\frac{V_g}{V}=nS_g$에 민감한 반응을 보였으며, 비저항은 공극수의 부피비, $\frac{V_w}{V}=nS_w$에 민감한 반응을 보였다. 또한 p파 속도는 고체의 부피비, $\frac{V_s+V_h}{V}=n(1-S_h)$에 민감한 반응을 보였다. 이러한 실험의 결과는 가스하이드레이트 개발, 생산 연구에 있어 기초 물성자료로 활용되는데 도움을 줄 것이다.

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Property Analysis of Ceramic Interconnect Prepared by Thermal Plasma Spray Coating Method for SOFC (Thermal Plasma Spray Coating 법에 의해 코팅된 SOFC용 세라믹 연결재 특성 분석)

  • Park, Kwang-Yeon;Pi, Seuk-Hoon;Lee, Jong-Won;Lee, Seung-Bok;Lim, Tak-Hyoung;Park, Seok-Joo;Song, Rak-Hyun;Shin, Dong-Ryul
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.49 no.6
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    • pp.710-714
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    • 2011
  • In present work, $La_{0.8}Ca_{0.2}CrO_{3}$(LCC), $La_{0.8}Sr_{0.2}CrO_{3}$(LSC) and $La_{0.8}Ca_{0.2}CrO_{0.9}Co_{0.1}O_{3}$(LCCC) ceramic interconnect layer for SOFC were prepared by using thermal plasma spray coating process. The LCC, LSC and LCCC powders were characterized by x-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), particle counter and BET analysis. In addition, basic and essential properties such as the surface morphology, cross section, gas leak rate, and electrical conductivity of LCC, LSC, and LCCC layers coated by thermal plasma spray coating process were analyzed and discussed. Based on these experimental results, it can be concluded that the LCCC layer coated by thermal plasma spray coating process can be suitable as a ceramic interconnect of SOFC.

BGK 수치기법을 이용한 로켓 노즐 내의 유동장 해석

  • 신동신;이재성
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.16-16
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    • 2000
  • 충격파를 포함하는 초음속 유동을 해석하는 수치해법 중에서 많이 사용되어진 것은 엄밀 및 근사 리만 해법과 플럭스 분할 기법들로서 이들은 Euler 방정식에 기반을 두고 선형 또는 비선형파의 상호작용을 풍상 차분법으로 기술하는 방법들이다. 이러한 수치기법들은 과거 광범위하게 사용되어 왔으나 최근 여러 가지 단점이 발견되었다. 이와 같은 문제점을 극복하고자 입자의 통계적인 운동을 기술하는 기체 운동론에 근거하여 BGK 수치기법이 제시되었다. 이는 비충돌 볼츠만 방정식으로부터 입자의 수준에서 플럭스 분할 기법 형태의 풍상차분법을 구현하는 것으로 볼츠만 방정식의 충돌항을 BGK 모델로 대치하고 이것의 적분해로부터 수치 플럭스를 구한다. 이 수치기법은 기존의 리만해법에 비하여 수치적으로나 물리적으로 매우 타당한 성질인 강건성, 정확성, 엔트로피 조건, 양수보존성 등을 가지고 있음이 밝혀졌다. 이와 같은 수치기법을 사용하여 로켓 노즐 내의 아음속, 천이음속, 초음속에서의 유동장 해석을 위한 프로그램을 작성하였다. 시간 적분에 대하여는 정상 상태의 계산을 위하여 내재적 시간 적분 방법을 사용하였으며, 공간 이산화 방법으로는 임의의 제어체적에 대하여 적분형 보존 방정식을 적용하는 유한 체적법을 사용하였다. 초음속 입구 유동과 출구에서 초음속과 저음속 유동의 두가지 경우를 고려하여 얻은 결과를 기존의 연구 결과와 비교하여 본 결과 잘 일치하였다. 입구 유동이 저음속이고 출구 유동이 초음속인 경우에 대하여도 해석결과가 실험결과와 잘 일치하였다. 상대적으로 낮은 온도, 압력 조건과 높은 온도, 압력 조건을 가지는 고체 로켓 모터 노즐 내의 유동을 해석하였다. 이들 해석 결과를 전압, 전온도로 표준화시킨 결과 서로 일치하였으며, 파라서 저온, 저압에서 얻은 결과도 표준화시킬 경우, 고온, 고압에서도 사용될 수 있음을 알 수 있었다.의 영향에 초점을 맞추었다.다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14) 식도경 시행회수는 1회가 17례(54.8%), 2회가 9례(29.0%), 3회 이상이 5례(16.1%)였다.EX>$IC_{50}$/ 값이 210 $\mu\textrm{g}$<

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Mössbauer Study of Silver Nanoparticle Coated Perovskites La0.7Sr0.3Co0.3Fe0.7O3-δ (LSCF) (은(Ag) 나노입자가 코팅된 페롭스카이트 La0.7Sr0.3Co0.3Fe0.7O3-δ의 Mössbauer 분광연구)

  • Uhm, Young-Rang;Rhee, Chang-Kyu;Kim, Chul-Sung
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.22 no.2
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    • pp.37-41
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    • 2012
  • The Ag nanoparticles attached $La_{0.7}Sr_{0.3}Co_{0.3}Fe_{0.7}O_{3-{\delta}}$ (LSCF) perovskites were prepared by plasma method. The Ag nanoparticles with size of several nanometers deposited from the Ag target were coated on the surface of LSCF powders with size range from 0.2 to 3 ${\mu}m$. The agglomeration of Ag particles annealed at $800^{\circ}C$ under inert gas of Ar were rarely observed. The inter-diffusion between surface Ag and core LSCF is effectively strong to prevent aggregation of Ag nanoparticles. The wave number of FT-IR spectra for LSCF were largely shifted as the concentration of Ag on LSCF up to 2.11 wt.%. The ionic states of irons in LSCF were measured by M$\ddot{o}$ssbauer spectroscopy. The small amount of $Fe^{4+}$ ions are converted to $Fe^{3+}$ ions after Ag nanopartcles were coated on LSCF.

Attrition and Heat Transfer Characteristics of Fluidized Bed Materials for a Solar Hybrid Process (태양열 하이브리드 공정을 위한 유동층 입자들의 마모 및 열전달 특성 연구)

  • Kim, Hyung Woo;Lee, Doyeon;Nam, Hyungseok;Hong, Young Wan;Seo, Su Been;Go, Eun Sol;Kang, Seo Yeong;Lee, See Hoon
    • Clean Technology
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    • v.26 no.1
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    • pp.65-71
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    • 2020
  • Various solar hybrid energy conversion processes, which have both the advantages of renewable energy sources and fossil energy sources, have been developed in the world because stable and predictable energy supplies, such as electricity and natural gas, are necessary for modern societies. In particular, a solar hybrid energy conversion process based on a dual fluidized bed process concept has been expected as the promising solution for sustainable energy supply via thermochemical conversions, such as pyrolysis, combustion, gasification, and so on, because solar thermal energy could be captured and stored in fluidized bed materials. Therefore, the attrition and heat transfer characteristics of silicon carbide and alumina particles used for fluidized bed materials for the solar hybrid energy conversion process were studied in an ASTM D5757 reactor and a bubbling fluidized bed reactor with 0.14m diameter and 2m height. These characteristics of novel fluidized bed materials were compared with those of sand particles which have widely been used as a fluidized bed material in various commercial fluidized bed reactors. The attrition resistances of silicon carbide and alumina particles were higher than those of sand particles while the average values of heat transfer coefficient in the bubbling fluidized bed reactor were in the range of 125 ~ 152 W m-2K-1.

Experimental and Computational Studies on Particle Behavior in High Temperature Gas with the Various Temperatures of a Solid Wall (고체의 벽면온도에 따른 고온가스 내의 입자거동에 대한 실험 및 수치해석 연구)

  • Choi, Jae-Hyuk;Lee, Ki-Young;Yoon, Doo-Ho;Yoon, Seok-Hun;Choi, Hyun-Kue;Choi, Soon-Ho
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.30 no.3
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    • pp.403-412
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    • 2006
  • The effect of a wall temperature on the soot deposition process from a diffusion flame to a solid wall was investigated in a microgravity environment to attain in-situ observations of the process. The fuel for the flames was an ethylene ($C_2H_4$). The surrounding oxygen concentration was 35% with surrounding air temperatures of $T_a=600K$. In the study, three different wall temperatures. $T_w$=300, 600, 800K, were selected as major test conditions. Laser extinction was adopted to determine the soot volume fraction distribution between the flame and burner wall. The experimental results showed that the maximum soot volume fractions at $T_w$=300, 800 K were $8.8{\times}10^{-6},\;9.2{\times}10^{-6}$, respectively. However, amount of soot deposition on wall surface was decreased because of lower temperature gradient near the wall with increasing wall temperature. A numerical simulation was also performed to understand the motion of soot particles in the flame and the characteristics of the soot deposition to the wall. The results from the numerical simulation successfully predicted the differences in the motion of soot particles by different wall temperature near the burner surface and are in good agreement with observed soot behavior that is, the 'soot line', in microgravity.

Fabrication of Oxide Thin Films Using Nanoporous Substrates (나노기공성 기판을 사용한 산화물박막의 제조)

  • Park, Yong-Il;Prinz, Fritz B.
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.41 no.12 s.271
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    • pp.900-906
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    • 2004
  • Solid oxide fuel cells have a limitation in their low-temperature application due to the low ionic conductivity of electrolyte materials and difficulties in thin film formation on porous gas diffusion layer. These problems can be solved by improvement of ionic conductivity through controlled nanostructure of electrolyte and adopting nanoporous electrodes as substrates which have homogeneous submicron pore size and highly flattened surface. In this study, ultra-thin oxide films having submicron thickness without gas leakage are deposited on nanoporous substrates. By oxidation of metal thin films deposited onto nanoporous anodic alumina substrates with pore size of $20nm{\sim}200nm$ using dc-magnetron sputtering at room temperature, ultra-thin and dense ionic conducting oxide films with submicron thickness are realized. The specific material properties of the thin films including gas permeation, grain/gran boundaries formation, change of crystalline structure/microstructure by phase transition are investigated for optimization of ultra thin film deposition process.

The Age of the Earth: Reappraisal (지구의 나이: 재평가)

  • Kwon, Sung-Tack
    • The Journal of the Petrological Society of Korea
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    • v.23 no.3
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    • pp.273-277
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    • 2014
  • This paper presents a brief historical review of various attempts to estimate the age of the Earth, and reappraises the study of Patterson (1956) which revealed for the first time that the age of the Earth is $4550{\pm}70Ma$ by measuring Pb isotope ratios of several meteorites and a marine sediment. The standard model for the planetary formation of early solar system is: formation of solid particles condensed from the cooling of hot nebular gas -> formation of planet-sized bodies by accretion of those solid particles. The Moon is supposed to have formed from the accretion of the relicts produced by the collision of proto-Earth with Mars-sized body. It is not easy to pinpoint the age of the Earth, considering the series of events related to the formation of the Earth. So, I propose that the collision age as that of the Earth, since the present status of the Earth is thought to be the direct product of the collision. According to the previous studies, the collision age can be broadly constrained between the age ($4567.30{\pm}0.16Ma$) of the earliest condensates (CAI, calcium-aluminum rich inclusion) of the nebula gas, i.e., the age of the solar system, and the oldest age ($4,456{\pm}40Ma$) among rocks and minerals of the Earth and the Moon. We need more precise estimation of the collision age, since it is important in estimating time scale for the formation of planet-size body and in revealing thermal evolution of magma oceans of the Earth and the Moon presumably developed right after the collision.