• 제목/요약/키워드: 비등온 해석

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싱글-스크류 압출공정에서의 비등온 유동의 유한요소 해석 (finite Element Analysis of Nonisothermal Flows in Single-Screw Extruders)

  • 권태헌
    • 유변학
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    • 제3권1호
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    • pp.56-67
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    • 1991
  • 압출공정에서 발생하는 전달현상을 이해하기 위하여 싱글-스크류 압출기에서의 비 뉴톤성 유체의 비등온유동에 대한 수치해석을 위한 유한요서법(FEM)을 개발하였다. FEM 은 준-3차원 물리적 모델을 기본으로 하였고 온도분포해석을 위하여 전진방법을 도입하였 다. 본 연구에서 도입한 수치해석적 모델과 더 간단한 준-2차원 모델을 온도분포의 예측에 관하여 초점을 맞추어서 비교 하였다. 압출기의 내부채넬에서 순환유동이 온도분포에 미치 는 영향의 중요성이 강조되었다. 순환유동의 효과를 파악하기 위하여 유한 요소식에서 순환 과 관련된 대류항을 빼도록 유한요소 프로그램을 개조 하였고 개발된 원래의 프로그램과 개 조된 프로그램의 해석을 수행한후 해석결과 중에서 특히 온도분포에 있어서의 차이점을 비 교하였다. 이로부터 간단한 준-2차원 모델은 순환효과를 무시했기 때문에 속도분포의 예측 에서는 별문제가 없으나 온도분포의 예측에 있어서는 크게 잘못될 수 있음을 알수 있다.

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퍼라이트 비등온 팽창 모델 및 전산모사 (Modelling and Simulation on Non-isothermal Expansion of Water Oversaturated Perlite)

  • 김지환;함영민
    • 공업화학
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    • 제19권4호
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    • pp.397-401
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    • 2008
  • 본 연구에서는 용암석상의 무기물인 퍼라이트의 팽창에 관한 비등온 상태 전산 모사를 수행하여 실험 결과와 비교하여 모델의 유효성을 검증하고자 하였다. 기존의 연구를 기반으로 에너지 수지식을 적용하였고 이에 따른 물성값의 온도에 따른 변화를 적용하였다. 비등온 팽창에서 버블 부피의 변화, 수분 증발에 의한 변화 그리고 열 플럭스의 버블내로의 유입에 따라 버블의 온도 변화를 고려하였으며 이에 따른 용융 퍼라이트의 온도 분포 형성 또한 고려되었다. 이의 결과로 1100 K 이하에서 5% 이내의 정확성을 가지는 예측 모델 및 동특성 해석 코드를 개발하였고 1100~1400 K 범위에서도 7% 이내의 오차를 가지고 팽창도를 예측할 수 있었다.

비등온 TGA를 이용한 ACM 고무복합재료의 열분해 거동 연구 (Non-isothermal TGA Study on Thermal Degradation Kinetics of ACM Rubber Composites)

  • 안원술;이형석
    • Elastomers and Composites
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    • 제48권2호
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    • pp.161-166
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    • 2013
  • 비등온 TGA 실험방법을 이용하여 가교 사이트가 서로 다른 chlorine cure-site ACM 고무와 carboxylic cure-site ACM 고무 두 종류에 대하여 열분해 거동을 연구하였다. 분해 반응이 최대인 점의 온도는 모든 승온 속도에서 carboxylic cure-site ACM 고무의 열분해 특성이 상대적으로 더 안정함을 보여 주었다. Kissinger의 해석 방법에 의한 활성화에너지는 chlorine cure-site ACM 및 carboxylic cure-site ACM 고무에 대하여 각각 118.6 및 105.5 kJ/mol로 나타났으며, Flynn-Wall-Ozawa의 해석방법에서의 전환율 0.1~0.2 범위의 평균과 유사한 값을 나타내었다. 반응차수 해석으로부터 두 시험편 모두 일반적인 고무와 유사한 다중 복합반응에 의하여 열분해 반응이 진행됨을 알 수 있었다.

Na2B4O7·10H2O 열분해 반응속도의 비등온해석 (Non-isothermic Analysis of Reaction Rate for the Thermal Decomposition of Na2B4O7·10H2O)

  • 최호상;박영태;이수각
    • 공업화학
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    • 제8권6호
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    • pp.1029-1033
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    • 1997
  • 본 연구에서는 $Na_2B_4O_7{\cdot}10H_2O$의 열분해 반응계를 이용하여 축열식 열교환기에 적용하기 위한 반응속도의 비등온 해석에 대한 기초연구를 수행하였다. $Na_2B_4O_7{\cdot}10H_2O/Na_2B_4O_7{\cdot}5H_2O$ 계에서 반응의 평형온도가 373K 이하의 저온 온도범위에서 화학축열재로 적합하였으며, 열효율이 일정하여 장시간 사용할 수 있었다. 계 내의 반응 개시온도는 가열속도 증가에 따라 저온 영역에서 고온영역으로 이동하였으며, 수증기 분압의 변화가 있어도 저하되지 않았다. 열분해 탈수반응에 의한 반응속도식의 차수는 0.67차로서 반응의 비등온 해석에 의하여 화학축열재로 사용할 수 있었다.

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사출성형에서의 비등온, 3차원 유동해서과 그 응용 (Flow analysis of non-isothermal three dimensional filling phase in injection molding and its application)

  • 김대업;정근섭;이귀영
    • 오토저널
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    • 제15권1호
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    • pp.17-24
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    • 1993
  • 사출성형 문제는 열전달과 유체유동이 복합된 문제라고 할수 있다. 사출성형 공정은 충진(filling), 보압(packing) 및 냉각과정(cooling phase)으로 이루어 진다. 충진과정은 높은 점성의 Non-Newtonian유체가 몰드내의 캐버티로 사출됨으로써 이루어지며 플라스틱의 점성도는 플라스틱의 온도 및 유동속도와 관련이 크며 이 flow-rate는 점도와 더불어 변화한다. CAE 유동해석 프로그램은 유체의 흐름과 열전달을 이용하여 충진과정을 이해하는데 이용되고 있다. 본 고에서는 사출성형 과정 중 충진과정에 대한 컴퓨터 시뮬레이션과 그 적용사례에 대하여 살펴본다.

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비탄성 비뉴톤성 유체의 애뉼라다이 팽창 (Annular Die Swelling of inelastic Non-Newtonian Fluids)

  • 서용석;김광웅
    • 유변학
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    • 제1권1호
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    • pp.46-53
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    • 1989
  • 유한요소법을 이용하여 애뉼라다이 팽창현상을 수치 해석학적으로 분석하였다. 이보 고는 계속적인 연구의 일부로써 비탄성 비뉴토니안 유체인 지수법칙형의 유체에 대한 모사 이다. 이지수법칙형의 유체는 간단하나 고분자 공정 연구에 많이 쓰이는 구성식으로써, 분석 결과는 환형압축체의 두께는 지수법칙 지수에 비례하여 증가하였다. 높은 전단응력 감소유 체의 경우 두께는 증가하지 않고 감소하였다. 비등온 유체 및 여러 다른 형태의 압출형에 대한 수치해석 결과도 예시하였다.

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전선피복 Die 내 고분자 물질의 이동현상에 관한 유변학적 해석 (Rheological Analysis of Polymeric Melt Flow in a Wire Coating Die)

  • 김동표;박현진;이기준
    • 유변학
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    • 제2권1호
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    • pp.27-32
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    • 1990
  • 본 연구에서는 전선피복 die 내고분자 물질의 이동현상에 관한여 Carreau model을 도입하여 유한요소법으로 수치해석을 수행하였다. Polyvinyl chloride(PVC)의 유변상수들의 변화가 유동에 미치는 영향을 조사하였고 온도에 따른 점도의 변화를 고려한 비등온 조건 및 전선피복 공정에서 발생할 수 있는 slip 경계조건을 적용시킨 경우에 대한 수치모사도 수행하였다.

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비등온 TGA에 의한 개질NR고무복합재료지 열분해 Kinetics에 관한 해석 (Non-isothermal TGA Analysis on Thermal Degradation Kinetics of Modified-NR Rubber Composites)

  • 오정석;이준만;안원술
    • 폴리머
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    • 제33권5호
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    • pp.435-440
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    • 2009
  • 가황제/가황촉진제의 비율이 서로 다른 CR(chloroprene)로 개질된 NR(natural rubber)고무복합재료에 대한 비등온 TGA 열분해곡선으로부터 Kissinger 및 Flynn-Wall-Ozawa의 해석방법을 적용하여 분해활성화 에너지를 구하였다. 각 샘플에 대해 Kissinger의 해석방법을 적용한 결과 매우 양호한 직선성을 보였으며 기울기로부터 얻은 활성화 에너지 값은 모든 샘플에 대해 $147.0{\pm}2.0$ kJ/mol로 거의 일정하였다. Flynn-Wall-Ozawa의 해석방법을 적용하여 전화율 $0.05{\sim}0.40$ 범위에서 계산된 분해활성화 에너지 값은 전화율의 변화에 따라 계속 변화하였고 전화율이 증가함에 따라 그 값도 증가하는 현상을 보여 주었으며, 평균활성화 에너지 값은 $211.6{\pm}19.0$ kJ/mol 이었다. 두 가지 해석 방법의 비교 연구로부터, 샘플들의 전체 분해반응은 반응 메카니즘이 서로 다른 여러 단계의 다중 반응으로 이루어 있는 것으로 생각할 수 있었다.

마그네슘을 적용한 자동차 시트 쿠션 패널 비등온 성형해석 (Non-isothermal Stamping Analysis of Automotive Seat Cushion Panel Using Mg Alloy Sheet)

  • 서오석;이충안;박창수;김화진;이경택
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.605-611
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    • 2016
  • Mg alloy sheet exhibits significant differences in tensile and compressive yield stress depending on the temperature, as well as variations in its hardening behavior. Such unusual behavior makes it difficult to simulate the forming process of Mg alloy sheets. Results of analysis tend to deviate significantly from the experimental data because commercial software do not completely implement the unusual hardening behavior, yield asymmetry and temperature dependent changes in the Mg alloy's material properties. In the previous study, an in-plane tension-compression cyclic tester was developed to predict the cyclic behavior of Mg alloy sheets at an elevated temperature of up to $250^{\circ}C$. A new constitutive equation was suggested to analyze the unusual behavior, and was implemented in the commercial software in the form of user subroutine. In this paper, a stamping process of Mg seat cushion panel for automotive parts was simulated using the experimental data and user subroutine. Based on the analysis, an optimal temperature condition was determined and a stamping die shape at each step was suggested in the non-isothermal stamping of Mg alloy sheets.