• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.84-93
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• 2018

냉각제 분사조건이 변화할 때 혼합가스 사출시스템 (또는 가스-스팀 발사체계) 냉각효율 및 발사체 사출성능의 변화를 확인하기 위해 3차원 수치모사를 수행하였다. 선행연구를 참조하여 구축한 1차원 모델을 통해 3차원 단상(single-phase) 계산모델을 검증한 후, Discrete Phase Model을 활용하여 고온의 기체에 냉각제 분사를 모사한 이상(two-phase) 유동 계산을 수행하였다. 냉각제 유량과 분사구 개수를 각각 변화시키면서 계산을 수행한 결과, 분사구 개수를 증가시켰을 경우 냉각효율이 보다 개선되었다. 또한 분사조건에 따라 냉각제 액적 서로간의 coalescence 발생 빈도 및 공간분포 변화가 발생하여 액적의 직경이 달라졌고, 이는 냉각제 증발률에 영향을 미쳤다. 냉각제의 증발은 breech 내부의 온도를 감소시키는 반면에 압력감소를 억제하여 사출시스템 최적화 설계에 있어 중요한 요소임을 확인하였다.

• 플랜트 저널
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• 제18권1호
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• pp.50-54
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• 2022

미세먼지 배출 허용 기준이 강화됨에 따라 화력발전소, 제철소, 산업용 열병합 발전소 등 배가스 배출 시설의 미세먼지 제거를 위해 고효율 집진장치 수요가 급증하고 있다. 본 연구에서는 기존 전기집진기에 정전분무 기술을 도입하여 단점을 보완하고 성능을 향상시키는 연구를 진행 중이다. 정전분무는 매우 미세한 액적을 생성하는 목적으로 주로 사용되어왔지만, 집진을 목적으로 할 때는 그 유량이 10mL/min으로 65 ~ 200배에 달하는 고유량 조건이 필요하다. 고유량의 정전분무는 저유량과는 완전하게 다른 분무 형상이 나타나며 코로나 방전 사진 촬영, 그림자 촬영법 등 다양한 촬영을 통하여 이를 가시화하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.630-638
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• 2009

생활폐기물 소각장에서 발생되는 질소산화물($NO_x$)을 저감을 위한 요소용액 이용 선택적 무촉매 환원(SNCR: selective non-catalytic reduction) 상용화 공정에 대하여 전산유체역학(CFD: computational fluid dynamics) 모델을 개발하였고, 이 모델은 현장 실험결과로 검증되었다. 저 농도 일산화탄소와 12% 과잉공기 조건에서 요소와 질소산화물간의 7개 화학반응식과 액적의 증발과정을 포함하는 3차원 난류반응 흐름 CFD 모델은 소각로에 설치된 SNCR 공정의 유체역학 모사를 위하여 사용하였다. 본 SNCR 공정에서는 정면 노즐 1개와 측면 노즐 2개를 사용하여 2차 연소로 내에 요소용액을 공기와 함께 분사하였다. 3개의 노즐에 동일유량으로 NSR=1.8에서 요소용액과 공기를 분사할 경우, 출구온도는 현장 실험값과 모사값이 일치하며, 질소산화물 저감효율은 실험에서는 57%, CFD 모사에서는 59%를 보여주었다. 각 노즐 별 분사유량의 비율을 변화하면서 수행된 CFD 모사 결과에서는 3개의 노즐에 동일 유량을 분사하는 것보다 정면 1개 노즐에 측면노즐 유량의 2배를 분사하는 것이 약 8% 높은 질소산화물저감 효율을 보여주었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.75-81
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• 2009

A study was performed to investigate the characteristics of two-phase jet injected into subsonic cross-flow using the external mixed gas blast two-phase nozzle. The shadowgraph method was adopted for the cross-flow jet visualization and PDPA system was used to measure droplet size, velocity, and volume flux. The atomization of two-phase jet is initially determined according to gas to liquid mass flow-rate ratio and the Reynolds number of cross-flows. The highest penetration trajectories of two-phase jet injected into cross-flow are governed by the momentum ratio at subsonic cross-flow. As GLR of two-phase jet injected into cross-flow increases, the droplet size decreases and the distribution area of volume flux increases. The distribution of volume flux that influenced by the counter vortex pair at the downstream of cross-flow is symmetric in shape of horseshoe.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제11권4호
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• pp.115-118
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• 2015

An electrospray patterning method has been considered as a new and effective way for controlling very fine droplets. Drop-on-demand patterning for unstained nutrient broth on wafers was newly conducted with an electrospray pulsed jet. The patterns had been made under varying experimental conditions including flow rate, vibration frequency, and translational speed of the electrospray patterning system. In this experiment, especially, variation of nutrient broth droplet was measured under varying flow rate conditions. This new technique has a potential to be applied in biology experiments and hormone medical industry.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권2호
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• pp.279-286
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• 2005

This study presents experimental results on the heat transfer coefficients in the film boiling region of spray cooling for actual metallurgical process. In this study, the heat flux distributions of a two dimensional dilute spray impinging on a hot plate were experimentally investigated. A stainless steel block was cooled down from intial temperature of about $800^{\circ}C$ by twin fluid (air-water) flat spray. It was found from the experimental results that the heat transfer area was classified into the stagnation region and wall-flow region. In the stagnation region, the experimental data of local heat transfer coefficient was closely correlated with the local droplet-flow-rate supplied from the spray nozzle directly. Thus, the local heat transfer coefficients are in good agreement with the predicted values from the correlations proposed by our previous study. In wall-flow region, however, remarkable differences are observed between experimental data and predicted values because the number of rebound droplets increase with increasing the distance from the stagnation point.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.106-109
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• 2007

The spray plume characteristics of liquid water jet injected into subsonic cross-flow at 42 m/s were experimentally investigated. Nozzle has a 1.0 m diameter and L/D=5. Droplet sizes, velocities, volume flux were measured at each downstream area of the injector exit using phase Doppler particle anemometry. Measuring probe position is moved with 3-way transversing machine. Experimental results indicate that SMD is varied from 75 to $120{\mu}m$ distribution and it is uncertain layer structure. SMD peaks at the top of the spray plume. This phenomenon is related to the momentum exchange between column waves and cross-flow stream. Droplet vector velocities were varied from 11.5 to 33 m/s. A higher-velocity region can be identified in down edge region at Z/D : 40, 70 and 100. Lower-velocity region were observed on bottom position of the spray plume. Volume flux is a criterion to the droplet concentration. All volume flux distribution has a same structure that continuously decreases from the center region to the edge of the plume. Z/D : 20 is spatially less concentrated than in Z/D : 100.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.491-498
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• 2010

연료전지 자동차는 성능과 수명 측면에서, 전해질막의 가습이 필요하며, 이를 위해 반응기체인 공기, 수소의 높은 가습이 요구된다. 본 연구에서는 내경 75 mm공기공급관 내에 직접 삽입된 인젝터(노즐)과 액적제거를 위한 사이클론을 통한 가습장치를 고안하여 실험을 수행하였다. 충돌형 노즐 3 종류를 이용하여 분사압력, 공기 유량, 분사방향각도를 달리하여 실험을 수행하였다. 가습 성능을 분석하기 위해, 가습효율이라는 개념을 정의하였다. 별도의 외부 열공급원 없이 분사되는 물과 공기의 엔탈피가 자체 기화열 공급원으로, 분사되는 물의 양이 가습에 가장 중요한 변수임을 볼 수 있었다. 사이클론은 높은 공기유량에서 재비산이 발생되는 것을 볼 수 있었다. 노즐타입 PJ24, 분사방향 각도 90도, 분사압력 1200 kPa, 공기 유량 6000 nlpm에서 절대습도 $21.29\;kJ/kg_{da}$, 가습 효율 86.57%를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.325-333
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• 2012

원형 및 타원노즐의 내부유동과 외부유동의 상관관계를 알아보기 위해 실험적 연구가 수행되었다. 분사압력에 따라 유량, 분무각, 액적크기 등의 외부유동에 관해 관찰하였고, 노즐 내부유동의 유속 및 압력분포 등을 수치해석을 통해 정량적인 결과를 도출하였다. 외부유동의 경우, 동일한 압력조건하에서 타원형 노즐의 경우, 원형 노즐에서 나타나지 않는 표면분열의 분무특성을 관찰할 수 있었고, 수치해석을 통해 노즐 내부의 유동을 분석한 결과, 원형의 경우와는 달리 타원형 노즐의 단축에서 내부유동의 재부착이 노즐 벽면에서 발생되었다. 타원노즐 외부유동의 표면분열이 내부유동에 따른 결과라고 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.78-84
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• 2020

본 논문에서는 Part I에 소개된 요소모델들을 통합하여 핀틀 추력기 성능 특성을 분석하였다. 성능해석 모델 검증을 위하여 케로신/과산화수소 액체 핀틀 추력기의 실험결과와 비교 분석하였다. 검증한 결과를 바탕으로 핀틀 추력기 내부의 비정상 열유동장의 물리적 특성을 분석하였으며 필름효과를 확인하였다. 또한 추력기의 형상인자와 작동인자가 성능특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 OAT 방법과 scatter plot 방법을 이용해 민감도 분석을 수행하였다. 액적직경, 필름유량, O/F비, 노즐목 직경의 4가지 인자를 이용해 특성속도, 연소실 압력, 비추력의 변화에 대한 영향을 관찰하였다.