• 한국항공우주학회지
• /
• 제44권4호
• /
• pp.333-342
• /
• 2016

액체로켓 추진시스템은 액체 추진제와 액체 산화제의 화학반응을 통해 추력을 발생하는 방식으로써 우주발사체 및 인공위성을 포함한 우주비행체에 광범위하게 적용되고 있다. 일반적으로 사용되는 액체로켓 추진제로는 모노메틸하이드라진/사산화이질소, 액체수소/액체산소 및 RP-1/액체산소 조합 등이 있다. 본 연구의 목적은 액체로켓 추진제의 열화학적 반응을 수치적으로 분석함으로써, 이를 통해 궁극적으로 액체로켓엔진의 설계와 성능에 필요한 유용한 정보를 예측하고자 하는 데 있다. 이를 위해 앞서 언급한 3가지 조합의 연료와 산화제에 대하여 연소반응 후 화학평형상태에 도달했을 때 주요 요소평형반응들의 평형상수 값들을 이용해 최종 생성물의 성분과 화학조성을 계산하였고 그 결과를 이용해 단열화염온도와 로켓성능변수인 비추력을 예측하는 연구를 진행하였다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.66-70
• /
• 1990

sucrose-Nacl-물의 3성분 혼합액체의 점도를 예측하기 위한 모델을 결정하기 위하여 온도 $10{\sim}40^{\circ}C$, NaCl농도 $1.0064{\sim}5.7037mol$, sucrose농도 $0.3436{\sim}2.5966mol$의 범위에서 점도 실험을 행한 결과 다음의 결과를 얻었다. NaCl용액의 점도는 식 (8)로, sucrose용액의 점도는 식 (5)로 나타낼 수 있었다. 또한 식 (8)과 (5)의 계수들은 강한 온도의존성을 가지고 있었고 식 (7)로 표현되었다. NaCl-sucrose-물의 3성분 혼합액체의 점도는 5개의 계수를 가진 다항식인 식 (9)로 상당히 정확하게 표현할 수 있었고, NaCl용액과 sucrose용액 사이에는 상호작용은 거의 없는 것으로 생각되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 2002년도 추계학술발표회요약집
• /
• pp.154.2-154
• /
• 2002

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.134-134
• /
• 2015

최근 액체 플라즈마에 대한 주된 이슈는 방전에 의해 발생하는 히드록실라디칼(OH-)과 버블이다. 액체 플라즈마를 이용한 다양한 응용분야에서는 히드록실라디칼에 주목하고 있다. 액체 플라즈마는 그래핀 파생물의 용액 친화도 향상을 위해 이용될 수 있다. 흑연이 포함된 과산화수소(H2O2) 용액에서 전기적인 방전으로 만들어진 히드록실라디칼로 그래핀 파생물의 용액 친화도를 향상시킨다. 이는 잠재적인 프린팅(printing) 기술 발전에 기대된다. 그리고 이 라디칼은 폐수에서 발암성의 트라이클로로아세트산(CCl3COOH)을 탈 염소하고 분해하는 역할을 하여 액체 플라즈마가 새로운 수처리 기술로 부상되고 있다. 또한 인체에서는 살균 작용을 하는 것 뿐만 아니라 단백질 고리를 끊는 역할을 하여 전립선 수술과 같은 인체수술에 적용될 수 있다. 최근 액체 플라즈마를 이용한 돼지 각막 임상수술에서 레이저와 필적할 정도로 매우 정밀하게 수술된 연구결과가 발표되어 인체 각막수술 적용에 기대된다. 이처럼 액체 플라즈마를 이용한 대부분의 응용분야에서 히드록실라디칼의 역할이 중요하다. 액체 플라즈마의 또 다른 이슈인 버블은 2가지의 역할을 한다. 첫 번째로 방전소스의 역할이다. 액체 속에 담긴 얇은 전극에 전압을 인가하면 전극 주변에서 강한 전기장의 발생으로 줄열(joule heating)에 의해 버블이 생성된다. 전극에서 버블이 생성되었을 때, 서로 다른 유전율을 가진 두 물질로 나누어진다. (버블 안은 공기로 상대 유전율 ${\varepsilon}r{\fallingdotseq}=1$, 용액은 ${\varepsilon}r{\fallingdotseq}=80$이다.) 시스템에 인가된 전압이 항복 전압(breakdown voltage)을 넘어서면 유전율이 상대적으로 낮은 버블내부에 강한 전기장이 걸리게 되어 방전이 일어난다. 만약 버블이 존재하지 않는다면 방전을 위해서 매우 높은 전압이 필요하다. 따라서 버블은 플라즈마 방전의 소스역할을 한다. 두번째로 버블은 전극의 부식을 방지하는 역할을 한다. 전극 부식은 주로 전기분해로 인한 산화반응에 의해 발생하는데 버블을 전극에 오래 머무르게 하면 부식을 방지할 수 있다. 이처럼 액체 플라즈마 시스템에서 버블의 역할들은 상당히 중요하다. 일반적으로 버블은 시스템에 인가하는 전원, 전극 극성 그리고 전압크기에 따라 거동이 달라진다. 시스템에 AC파워를 인가하면 버블은 주파수가 높을수록 전극에서 떨어지는 속도가 빨라지는 특성을 보인다. 핀 전극 극성이 음극일 때는 양극일 때보다 버블이 더 잘 생성된다. 또한 인가전압크기에 따라 거동이 달라지며 시스템에 같은 전압을 인가하여도 크기가 항상 같지 않고, 거동도 일관성을 보이지 않은 랜덤적인 모습을 보인다. 본 연구에서는 이 랜덤적인 버블의 거동을 정리하고 응용분야에서 중요하게 여기는 히드록실라디칼 생성에 대해 공부하기 위해 염류 용액(saline solution)에 핀(pin)-면(plane) 전극 구조를 설치하여 10Hz 주파수(1% duty cycle)를 가진 0-600V 구형펄스로 실험하였다. 실험을 통한 결과로서 랜덤적인 버블의 거동을 전극에서 버블이 떨어지는 속도와 플라즈마 특성에 따라 슈팅모드(shooting mode)와 유지모드(keeping mode) 2가지 모드로 분류하였다. 슈팅모드에서는 버블이 핀 전극에서 성장하지 못하고 빠른 속도로 떨어지는 모드로 플라즈마 방전이 잘 이루어지지 않는다. 반면 유지모드에서는 버블이 핀 전극에서 떨어지지 않고 지속적으로 성장한다. 이 모드에서는 펄스 시간 동안 하나의 버블로 연속적인 방전이 가능하다. 방전이 일어날 때 발생하는 히드록실라디칼의 생성은 버블 내부의 쉬스와 관련이 있다. 이 라디칼을 만들기 위해서는 높은 에너지가 요구되기 때문에 버블 내부의 쉬스(sheath)에서 만들어진다. 펄스 동안 쉬스는 주로 핀 전극 주변에서 유지되며 히드록실라디칼은 이곳에서 주로 만들어진다. 따라서 버블과 함께 쉬스도 성장하는 버블유지모드에서 슈팅모드보다 히드록실라디칼이 더 많이 생성된다.

• 분석과학
• /
• 제24권6호
• /
• pp.477-483
• /
• 2011

본 연구는 supercapacitor에 사용되는 전해액인 이온성 액체 EMI-$BF_4$ (1-ethyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate)를 제조 한 다음 산화알루미늄과 활성탄 그리고 액체/액체 연속 추출방법을 이용하여 고순도의 이온성 액체를 얻기 위한 정제방법을 연구하였다. 산화알루미늄과 활성탄을 이용한 정제는 고순도 이온성 액체를 얻기에는 부적합 하였고 액체/액체 연속 추출을 통한 정제과정에서 용매제의 변화에 따른 전기적 용량을 비교한 결과 이온성 액체 대비 증류수 비율을 높게 할수록 불순물제거율이 높으며 또한 supercapacitor의 전기적 성능이 좋게 나왔다. 그리고 추출용매는 1,2-dichloroethane을 이용할 경우 methylene chloride으로 추출할 때 보다 고순도의 이온성 액체를 얻었으며 또한 전기적 용량이 높게 나왔다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제46권8호
• /
• pp.621-630
• /
• 2018

액체 추진 발사체는 발사 후 추진제 소모로 인하여 고유진동수가 변화하는데, 이에 대한 영향을 규명하기 위해서는 모달 시험이 필수적이다. 그러나 액체 추진 발사체는 액체 추진제에 의한 액체의 영향과 발사체 구조의 영향이 복합적으로 작용하여, 이를 규명하는 것은 매우 어렵다. 또한 모달 시험에만 의존하여 복합된 특성을 규명하는 경우, 시험에 소요되는 시간이 과도하게 증가하고 특정 모드와 특정 주파수의 판별 및 확인이 쉽지 않다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 유한요소 해석 결과를 이용한 모달 시험 방법을 제안하였다. 액체가 채워진 원통형 구조물을 연구 모델로 선정하여 모달 시험과 유한요소 해석을 수행하였다. 모달 시험은 충격 가진 방식으로 충격망치와 가속도계를 이용하여 수행하였다. 모달 시험과 유한요소 해석 결과 비교를 통해 제안한 유한요소 해석 결과를 이용한 모달 시험 방법의 타당성을 검증하였으며, 액체가 채워진 비율에 따른 원통형 구조물의 자유진동 특성과 그 경향성에 대해 고찰하였다.

• 공업화학
• /
• 제26권3호
• /
• pp.347-350
• /
• 2015

본 논문에서는 친환경 촉매 중 하나인 이온성액체를 이용한 이소부탄 알킬레이션 반응에 대해서 연구하였다. 산성 이온성액체 중 하나인 1-Octyl-3-methylimidazolium-bromide-aluminum chloride를 촉매로 사용하였다. 최적의 반응조건을 규명하기 위하여 액체공간속도, 반응온도 및 이온성액체의 조성에 따른 반응성능에 대하여 조사하였다. 일정한 실험 조건에서 반응온도의 경우 $80^{\circ}C$에서 최적의 반응성능을 보였고 이온성액체의 조성은 음이온 비가 0.56인 경우 우수한 반응특성을 보였다. 또한 반응조건에 따른 생성물의 수율을 예측할 수 있는 모델식을 통계학적 접근을 통해 완성하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제45권6호
• /
• pp.447-454
• /
• 2017

난류 유동장으로 분사되는 두가지 형태의 액체 제트 (수평분사는 디젤연료와 수직분사는 물)의 액주 분열과 미립화 현상에 관한 이상(Two-phase) 유동에 대해 3차원 LES 수치해석을 수행하였다. 기체상태의 공기 유동은 오일러리안 해법을 사용하고, 액체 제트의 액적 추적은 라그랑지안 해법을 사용하여 기체-액체간 이상유동 해석을 수행하였다. 두 종류의 확률론적 분열 모델(Stochastic breakup model)을 사용하여 액적 분열을 모사하였으며, 액체제트의 침투깊이와 액적 분포(Sauter Mean Diameter)를 실험결과와 비교하여 미세하게 분열되는 액체 제트의 분열 현상에 대해 확률론적 분열 모델링의 적합성을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
• /
• pp.375-383
• /
• 2005

본 논문은 국내 최초의 액체산소와 케로신을 사용한 액체로켓엔진용 터보펌프의 개발에 관하여 기술하였다. 개발 중인 터보펌프는 가스 발생기 형식의 30톤급 액체로켓엔진에 사용 가능하다. 본 터보펌프는 일축에 조립된 산화제펌프, 연료펌프, 충동형 터빈, Inter-propellant seal(IPS)로 구성되어 있다. IPS는 액체산소와 케로신이 상호작용을 하지 않도록 차단해주는 장치이다. 현재 모사매질(물 및 공기)을 사용하여 각 단품 및 시스템 성능시험을 마쳤으며 hot firing 시험이 대기 중에 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
• /
• pp.82-85
• /
• 2009

우주발사체용 액체추진기관 개발에 있어서, 분사기는 연소성능과 안정성을 결정짓는 매우 중요한 요소로써 이에 대한 분무특성 이해는 필수적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서 알아보고자 하는 분사기는 중앙에서 기체산화제를 제트로 분사하고 외부에서 액체연료를 와류(스월)형으로 분사하는 형태이다. 분무형상은 리세스별로 CCD 카메라를 이용한 직접사진기법을 통해 측정하였다. 실제 연소조건과의 모사를 위해 기체질소와 물을 사용하였고, 운동량비를 주요 상사인자로 두어 대기압 수류 시험조건을 도출하여 분무특성을 알아보았다. 또한 기체-액체 운동량비의 영향을 알아보기 위한 연구가 추가적으로 이루어졌다.