• 제목/요약/키워드: 응고과정

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용탕충진과정에 있어서 열 및 유동을 포함한 2차원 응고해석 (Coupled Analysis of Heat Transfer, Fluid Flow and Solidification in the Filling of Castings)

  • 김성빈;조인성;김진수;홍준표
    • 한국주조공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.424-431
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    • 1993
  • A Numerical technique has been developed for the coupled heat transfer and fluid flow calculation during the casting process. In this method the SMAC technique was coupled with the concept of Volume of Fluid(VOF) to calculate melt free surface and velocity profiles within the melt, and the Energy Marker method coupled with the finite difference method was proposed for the convective and conductive heat transfer analysis in the casting. When comparing numerical calculations with experimental observations, a close correlation was evident. It has been shown that this technique is useful for proper gating and casting design, especially for thin-walled castings.

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엔탈피 방법을 이용한 상변화 과정에 대한 수치해석 (Numerical Analysis by the Enthalpy Method in the Phase Change Process)

  • 권길식;손병진;여문수;윤선주
    • 설비공학논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.67-77
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    • 1994
  • In this study, one-dimensional Stefan problem with air-gap resistance in the rectangular mold is considered and the thermal characteristics are examined by using the enthalpy-based simple implicit finite-difference scheme. The enthalpy and temperature are nondimensionalized to obtain general solutions. The temperature distribution and the locations of solidus and liquidus line are obtained and the effects of major parameters on the thermal characteristics are investigated.

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직사각형 휜이 부착된 관외착빙형 빙축열조에서 응고과정시 열전달 특성에 관한 연구 (An experimental study on heat transfer characteristics in the ice storage system of ice-on-coil type with rectangular finned tube during freezing process)

  • 권혁용;고재윤;정백영;임장순
    • 태양에너지
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    • 제20권4호
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    • pp.61-67
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    • 2000
  • The purpose of this study is to improve heat transfer by attaching rectangular fins to tube. Experiments were carried out under the following conditions - Aspect ratio$(W_f/R_f)$ is 0.7, 1.2 and 1.8. Temperature conversion between high and low positions of water in the thermal storage appeared because maximum density point of water is about $4^{\circ}C$ and inlet direction of working fluid influenced conductive heat transfer Compared with the unfinned tube(bare tube), the rectangular tube increased the ice thermal storage energy and the ice thermal storage energy was increased as aspect ratio was increased.

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상용 한외여과막의 Whey Protein Concentrates 흡착거동 (Adsorption Phenomena of Dissolved Whey Protein Concentrates onto Commercial UF Membranes)

  • 구성희;김정학;황기호;김윤조;탁태문
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1994년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.72-73
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    • 1994
  • Whey는 일명 lactoserum 이라고도 하며 치즈제조시 우유를 응고시키는 과정에서 Casein과 지방으로부터 분리되어 나오는 액상의 부산물로 본래 우유 부피의 약 90%를 차지하며, 용해성 단백질, 유당, 비타민과 무기질 등을 함유하고 있다. 유청에 함유되어 있는 단백질은 건조고형분의 약 13%가 되는데, 주요 단백질은 $\beta$-lactoglobulin(50%), $\alpha$-lactalbumin(22%), Serum albumin(5%), Immunoglobulin(12%), Proteose-peptone(10%) 등이 있다. 유청단백질중 가장 많이 함유되어 있는 $\beta$-lactoglobulin은 구형의 단백질로 단량체의 분자량은 약 18,400이며, pH 3.5~7 범위내에서는 해리되지 않는 이량체(dimer)를 형성한다. pH 3.5 이하에서 이량체는 해리되고 다량체의 형성으로 재평성한다. pH 7.0 이상의 알칼리 영역에서는 Conformational Change가 일어나는 것으로 알려져 있으며, 등전점(isoelectric point)은 pH 5.2이다. $\alpha$-lactalbumin은 14,200의 분자량을 가지는 구형의 단백질로 등전점은 pH 4.8이다.

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엔탈피법을 이용한 원통형 몰드내에서의 상변화과정에 관한 연구 (A study on the phase change in the cylindrical mold by the enthalpy method)

  • 여문수;최상경;김문철
    • 설비공학논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.891-897
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    • 1999
  • The heat transfer characteristics at the interface between the mold and the casting is one of the major factors for the solidification speed which determines the casting structures. The thermal resistance exists due to air gap formation at the mold/casting interface during the freezing process. In this study one dimensional Stefan problem with the air-gap resistance in the cylindrical mold is considered and the heat transfer characteristics is numerically examined by using the enthalpy method which is convenient in solving the Stefan problem with mushy zone. The present results agreed very well with those of previous papers. The effects of major parameters such as thermal conductivity, heat transfer coefficient of mold, on the thermal characteristics are investigated.

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FRET을 이용한 근접장 현미경 개발

  • 박충현;이규승;조용훈
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.352-352
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    • 2010
  • 일반적인 근접장 현미경은 광섬유 팁 (tip) 끝에 수십 nm 크기의 구멍을 이용하여 근접장을 발생시키거나 측정한다. 근접장은 전파되는 빛보다 미세한 구조의 정보를 반영하게 되는데 수십 나노미터의 구멍대신 FRET (fluorescence resonance energy transfer)이라는 현상을 근접장 현미경에 적용하고자 한다. 10 nm 이내의 거리에서 상호작용을 하는 이 현상을 이용하여 광학적 분해능을 향상시킬 수 있다. FRET 현상의 도우너(donor)로서는 양자점을 사용하였으며 억셉터(acceptor) 로서는 Cy5 염료를 사용하였다. 팁으로는 광섬유를 에칭한 팁에 Cy5 염료를 코팅한 팁과 광섬유의 코어(core) 부근에 양자점이 포함된 광 폴리머를 응고시켜서 만들어진 팁을 사용하였다. 팁에 위치한 도우너와 시료로 사용되는 억셉터를 FRET 상호 작용 거리 내로 접근시키기 위하여 tuning fork를 이용한 shear force control을 사용하였다. 한 점에서의 접근 과정에서 FRET의 현상의 특징으로서 도우너인 양자점의 형광이 약해지고 Cy5의 형광이 강해지는 것을 측정하였다. 또한, 양자점을 Cy5 염료에 근접시켰을 때 발광 생존시간 (lifetime)이 짧아지는 것을 관찰하여 FRET 현상을 재확인 하였다.

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Rennin 및 Starter의 첨가(添加)가 대두(大豆)치즈의 제조(製造) 및 숙성(熟成)에 미치는 영향(影響) (Effects of Rennin and/or Starter Addition on the Manufacture and Ripening of Soybean Cheeses)

  • 정재홍;최우영
    • 농업과학연구
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    • 제7권2호
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    • pp.190-201
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    • 1980
  • 대두(大豆) 추출물(抽出物)로부터 대두(大豆)치즈를 제조(製造)하기 위한 최적(最適) 조건(條件)을 검토(檢討)하기 위하여 대두(大豆) 단백질(蛋白質)의 추출(抽出), 응고(凝固) 및 starter의 비교(比較) 시험(試驗) 등(等)을 수행(修行)하였고, 제품(製品)의 기호성(嗜好性) 향상(向上)을 위하여 skim milk와 미생물원(微生物原) 및 송아지원(原)의 rennin을 첨가(添加)한 경우, 숙성(熟成)에 미치는 영향(影響)에 관(關)하여 실험(實驗)하였다. 1. 대두추출(大豆抽出)의 최적조건(最適條件)은 고형물(固形物) 및 단백질(蛋白質) 추출율(抽出率), curd의 수율(收率) 등을 고려(考慮)하여 가수량(加水量) 9배(倍), 추출온도(抽出溫度) $100^{\circ}C$, 추출기간(抽出時間) 10분(分)이었다. 2. 두유(豆乳)의 응고(凝固)를 위하여는 응고제(凝固劑)로서 sodium gluconate가 좋았고 젖산 발효(醱酵)에 의한(依)한 방법(方法)으로 S. thermophilus의 starter 5%의 접종(接種)이 가장 좋았다. 3. 대두(大豆)치즈의 제조(製造) 및 숙성과정(熟成過程)에 미치는 skim milk 및 rennin 첨가(添加)의 영향(影響)은 (1) curd의 형성시간(形成時間)은 rennin을 첨가(添加)하였을때 단축(短縮)되었으며, skim milk와 rennin을 병용(竝用)하였을 때 현저히 단축(短縮)되었고, 공시(供試)한 두 개(個)의 rennin 중(中)에서는 미생물원(微生物原)의 rennet가 송아지원(原)의 것보다 형성(形成)이 늦었다. (2) 수분함량(水分含量)의 변화(變化)에는 큰 영향(影響)을 주지 못하였으며, 제품(製品)의 수분함량(水分含量)은 미생물(微生物) rennet를 첨가(添加)하여 제조(製造)한 치즈에서 높았다. (3) pH의 변화(變化)는 숙성초기(熟成初期)까지 급격(急激)히 저하(低下)되었고 그 이후(以後)에는 저하경향(低下傾向)이 완만(緩慢)하였으며, 미생물(微生物) rennet 첨가(添加)치즈에서 전기간(全期間)을 통(通)하여 낮은 수준(水準)의 pH를 유지(維持)하였다. (4) 세균수(細菌數)는 제조과정중(製造過程中) $10^8cells/g$의 수준(水準)으로 증가(增加)한 다음 숙성기간(熟成期間)에 계속(繼續) 감소(減少)하였고 skim milk를 첨가(添加)하여 제조(製造)한 치즈에서 월등(越等)히 높은 수준(水準)의 세균수(細菌數)가 측정(測定)되었다. (5) 숙성기간중(熟成期間中) 총질소(總窒素)의 함량(含量)은 변화(變化)되지 않았으나 가용성(可溶性) 질소(窒素)는 계속(繼續) 증가(增加)되었으며 이에 따라서 숙성률(熟成率)을 계산(計算)하면 skim milk를 첨가(添加)하여 제조(製造)한 치즈에서 또 rennin 첨가(添加)의 것에서 숙성률(熟成率)이 높았고 미생물원(微生物原)의 rennet 첨가(添加)에서 송아지원(原)의 것보다 높은 숙성률(熟成率)을 보임으로서 skim milk와 미생물(微生物) rennet 첨가(添加) 치즈에서 가장 높은 55%의 숙성률(熟成率)을 나타내었다.

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수지상가지의 조대화를 고려한 이원합금의 응고과정동안 용질 재분배 해석 (Analysis on the solute redistribution in coarsening dendrite arms during solidification of binary metal alloys)

  • 유호선
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제20권4호
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    • pp.1437-1448
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    • 1996
  • This paper presents a simplified model for approximate analysis of the solute redistribution in coarsening dendrite arms during solidification of binary metal alloys. By introducing a quadratic concentration profile with a time-dependent coefficient, the integral equation for diffusion in the solid phase is reduced to a simple differential relation between the coefficient and the solid-liquid interface position. The solid fraction corresponding to the system temperature is readily determined from the relation, phase equilibrium and the overall solute balance in which the liquid phase is assumed to be completely mixed. In order to validate the developed model, calculations are performed for the directional solidification of Al-4.9 mass Cu alloy. The predicted eutectic fractions for a wide range of the cooling rate reasonably agree with data from the well-known experiment as well as sophisticated numerical analyses. Also, the results for the back diffusion limits are consistent with available references. Additional calculations show that the characteristic parameters such as the coarsening, density variation and nonlinarity in the phase diagram significantly affect the microsegregation. Owing to the simplicity, efficiency and compatibility, the present model may be suitable for the micro-macroscopic solidification model as a microscopic component.

가스분무한 Al-8wt.%Fe 합금분말의 급속응고과정에 대한 수치해석 (Numerical Analysis on Rapid Solidification of Gas-atomized Al-8wt. pct Fe Droplets)

  • 김성균;최회진;나형용
    • 한국주조공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.462-475
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    • 1993
  • A numerical analysis on the microstructural evolutions of microcellular and cellular ${\alpha}-aluminum$ phase in the gas-atomized Al-8wt. pct droplets was represented. The 2-dimensional non-Newtonian heat transfer and the dendritic growth theory in the undercooled melt were combined under the assumptions of a point nucleation on droplet surface and the macroscopically smooth solid-liquid interface enveloping the cell tips. It reproduced the main characteristic features of the reported microstructures quite well. It predicted a considerable volume fraction of segregation-free region in a droplet smaller than $l0{\mu}m$ if an initial undercooling larger than 100K is given. The volume fractions of the microcellular region($g_A$) and the sum of the microcellular and cellular region($g_a$) were predicted as functions of the heat transfer coefficient, h and initial undercooling, ${\triangle}T$. It was shown that $g_A$ and $g_a$, in the typical gas-atomization processes with $h=0.1-1.0W/cm^2K$, are dominated by ${\triangle}T$ and h, respectively, but for h larger than $4.0W/cm^2K$, a fully microcellular structure can be obtained irrespective of the initial undercooling.

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수직다발관형 빙축열 탱크내 물의 응고과정시 열전달특성에 관한 연구 (An Experimental Study on the Heat Transfer Characteristics during the Freezing Process of Water in the Vertical Multi Tube Type Ice Storage Tank)

  • 김영기;임장순
    • 태양에너지
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    • 제18권3호
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    • pp.95-105
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    • 1998
  • In this study, basic design data which were required for development of highly efficient ice storage system with low temperature latent heat were experimentally obtained. The ice storage system considered in this study was the one that has been widly used in the developed country and called the ice-on-coil type. Using the system, the ice storage performance for various design parameters which were the flow direction and the inlet temperature of the secondary fluid was tested. In addition, the timewise variation of the interface profiles between the solid and the liquid were visualized, and the heat transfer characteristics of the Phase Change Material(PCM) in the ice storage tank were Investigated. During the freezing processes in the ice storage tank with several vertical tubes, decrease of the heat transfer area and the heat resistance of the ice layer made the increasing rate of ice packing factor(IPF) less. The total freezing energy for the upward flow of the secondary fluid was higher than that for the downward flow. The average ice storage efficiency for the upward flow of the secondary fluid was higher than that for the downward flow.

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