본 연구에서는 실제적으로 베나트 대류의 발생시 유체층의 상하면은 적당한 대류 열전달 계수를 가지고 있게 되는데, 이와 같은 경계 조건을 가진 가변 점성 유 체의 안정성은 연구된 바가 없다. 이에 따라 본 연구를 수행하게 되었으며 유체의 점성이 지수 함수적으로 (.nu.=.nu.o exp(-CT)) 변화할 경우를 관찰하였다. Fig.1은 대 상이 된 유체층을 보인 것으로 하부는 고정되어 있고 상부는 고정되어 있거나 자유 표 면 상태이다. 유체층의 하부는 상부보다 더 뜨겁게 되어 있는데, 이것은 유체층의 상부는 차가운 주위로 열을 빼앗기며 하부는 뜨거운 주위로부터 가열되기 때문이다. 이때 상하부의 냉각 및 가열 경계 조건은 대류경계 조건으로 주어진다. 열팽창 계수 는 양이며 온도의 증가에 따라 점성은 감소한다.이와 같은 온도-점성 관계, 수력학 적 경계조건, 열적 조건등은 프란틀 수가 큰 유체에서 표본적으로 나타나는 것들로서 선형적 안정 이론을 적용하여 옳은 결과를 얻을 수 있다.
흑미죽의 저장성을 조사하기 위하여 알루미늄 접착 플라스틱 백에 배합된 흑미죽의 원료들을 밀봉하여 121$^{\circ}C$에서 20, 30, 40분간 호화와 동시에 가열 살균시킨 뒤 냉각시켜 온도 4$0^{\circ}C$, 습도 58%의 저장고에 3개월 동안 저장하면서 15일 간격으로 관능검사와 물리적 변화를 조사하였다. 맛, 경도, 점성, 색깔, 향, 전반적 기호도 등 관능적 품질은 각각의 저장 15일 후가 가장 좋았으며 그 후로는 점차적으로 약간 떨어지는 경향을 나타내었다. 온도에 따른 차이는 20분간 가열 살균한 것이 제조 직후에는 다른 처리구 보다 약간 떨어졌으나 저장 15일 후부터는 처리구간에 큰 차이를 보이지 않았다. 점도는 세 처리구 모두 제조 직후에 가장 낮았는데 그 후로 저장 60일 까지 서서히 증가하다가 다시 점점 떨어지는 경향을 나타냈다. 가열살균 온도에 따른 처리구에 있어서 점도의 차이는 크지 않았다. 색도는 저장기간 동안에 L값은 점점 낮아지는 반면에 a값과 b값은 점차적으로 증가하는 경향을 나타내었으나 가열 온도에 따른 처리구간에 색도의 차이는 그다지 크지 않았다.
멥쌀 및 찹쌀 전분을 상압과 가압가열 및 알칼리 호화한 회석전분 호화액에 대해 유동특성을 검토하였다. 전분농도 $0.2{\sim}1.0%$의 저농도의 호화전분액은 지수법칙 유체의 유동거동을 나타내었으며 아밀로오스 함량에 따라 크게 좌우되어 아밀로오스 함량이 많은 멥쌀은 점성이 낮고 뉴우톤 유체의 경향을 나타내었으며 농도에 대한 영향이 작았다. 찹쌀 전분은 농도가 증가함에 따라 의가소성 성질이 강해졌으며 농도에 따라 급격히 점도가 증가하였다. 가압호화시킨 경우 찹쌀 전분 호화액의 점조도 지수 및 유동 거동 지수는 상압 호화액에 비하여 거의 변화가 없었으나 멥쌀 전분 호화액의 점조도 지수값은 현저히 증가하는 현상을 보였다. 가압 가열호화 및 알칼리 호화 용액은 상압 가열호화에 비해 훨씬 높은 점성을 보였다. 가열 호화 및 알칼리호화액의 겉보기 점도에 대한 온도의 영향을 검토해 본 결과 아레니우스식의 형태에 따름을 알 수 있었다.
잣죽의 제조조건이 죽의 기호도에 미치는 영향을 조사하였다. 잣죽의 제조조건인 주입액의 양(쌀 무게에 대한 물의 체적 비), 잣 첨가량(쌀 무게에 대한 잣의 무게 비) 및 호화를 위한 가열조리시간을 요인변수로 중심합성계획법에 의하여 실험을 설계하고 기호도를 반응변수로 하여 그 조사 결과에 대하여 반응표면분석을 진행하였다. 주입액의 양, 잣 첨가량 및 가열시간 모두가 색상에 대한 기호도에 크게 영향을 미치지 않았고 주입액의 양과 잣 첨가량은 10% 유의수준에서 향에 영향을 주었다. 점성과 전반적 기호도에 대하여 주입액의 양은 1% 유의수준에서, 가열조리시간은 5%의 유의수준에서 영향을 미쳤다. 잣죽에 대한 기호도 검사에서 전반적 기호도는 많이는 점성에 좌우되었고 색상의 영향을 가장 적게 받았다.
Fiber coatings are essential in optical fiber manufacturing, since they provide the protective layers from the surface damages and the adequate fiber strength. Flow and temperature fields of coating liquid in a fiber coating applicator are numerically investigated by using a commercial CFD software. The main focus of this computational study is on the thermal effects by viscous dissipation and the effects of coating supply temperature on the final fiber coating thickness. The numerical results reveal that the thermal effects play a major role in the high-speed optical fiber coating process and give substantial influences on the determination of coating thickness. Changing the supply temperature of coating liquid is found to relieve the radial variation of coating liquid viscosity in the coating die and it can be an effective way to control the fiber coating thickness.
아밀로오스 함량이 22%인 일반 옥수수전분과 아밀로오스 함량이 46%인 고아밀로오스 옥수수 전분을 이용하여 난소화성 전분의 제조과정 중 가열온도, 수분함량, 저장온도 및 가열-냉각회수 인자들이 난소화성 전분생성율에 미치는 영향을 반응표면분석법으로 분석한 결과 고아밀로오스 옥수수 전분이 옥수수 전분에 비하여 높은 난소화성 전분의 생성율을 나타내었다. 본 실험조건에서 고아밀로오스 옥수수 전분의 난소화성 전분 생성 최적 제조조건은 6회의 가열-냉각, 2$0^{\circ}C$의 저장온도, 108$^{\circ}C$의 가열온도 및 57%의 수분함량이었으며 생성율은25%수준이었다. 난소화성 전분의 제조시 영향을 미치는 순서는 가열-냉각회 수, 수분함량, 가열온도, 저장(냉각)온도 순이었다. 난소화성 전분의 제조과정에서 전분입자의 파괴 및 다공성 망상구조를 보였으며 비표면적의 증가와 평균직경의 감소현상이 나타났고 열처리에 의하여 색깔은 어두워지고 노란색상의 증가를 보였다. 가열-냉각 과정에서 옥수수 전분의 경도, 응집성, 탄력성 및 점성의 감소현상이 두드러졌다.
파이프의 양 끝단에 심한 온도구배가 형성될 때 음향이 발생한다는 사실은 이미 알려진 사실이다. 본 연구는 열구동식 열음향냉동기를 구현하기 위해서 1단계로 열원에 의한 음향발생을 달성하고자 했다. 이를 위해 1/4 파장의 열음향 발생장치를 설계 및 제작하여 실험에 사용하였다. 열음향 발생기는 직경 3cm, 길이 16cm의 공명관에 가열부, 박판집적체, 고온부 및 저온부의 열교환기로 구성되며 발생음의 기본주파수는 520Hz로 설계하였다. 고온부를 38$0^{\circ}C$로 가열한 결과 열음향발생기의 개구부로부터 1m 떨어진 곳에서 최초 음압측정값이 약 112dB, 음향출력으로 약 1와트에 해당하는 값을 얻었다. 박판집적체에 급격한 온도구배가 형성되면서 주변의 기체가 자발적인 진동을 하여 형성된 음향동력중 일부는 공명관 벽에 흡수되고 일부는 열교환기에서 점성에 의해 소산된다. 따라서 실제로 음향으로 변하는 부분은 이들을 감한 부분인데 실험결과 약 53%의 음향 생성효율을 달성했으며 이는 스위프트 등이 얻었던 결과보다 우수하다.
압력파의 일종인 열음향파는 압축성유체를 급속히 가열 또는 냉각하는 경계면 근처에서 유체가 순간적으로 압축 및 팽창하는 경우에 발생하는 현상으로 자연대류가 일어나지 않는 우주공간에서는 매우 중요한 열전달 메커니즘이다. 본 연구에서는 공기로 채워진 공간에서 급속한 가열에 의하여 발생한 열음향파의 전달특성을 수치적인 방법에 의하여 평가하고자 유한체적법을 기반으로 비정상 지배방정식을 이산화하였으며, PISO알고리즘과 2계 상향기법을 적용하여 해석을 수행하였다. 안정적인 수치해는 50 $\times$ 800 개의 셀과 1 $\times$$10^{-9}$ 시간간격을 적용하여 얻을 수 있었으며, 생성된 열음향파는 유체 속을 통과하면서 점성과 열소산에 의하여 점점 감쇠하여 가는 경향을 보였다. 생성된 압력파는 날카로운 전단과 점점 감소하여 길게 늘어지는 후단부를 갖는 형상을 보였다.
식용대두유에 공기를 다공성 가스 분산판을 통해서 주입(120ml/min)하면서 가열산화온도를 30에서 $180^{\circ}C$까지 변화시킬때(10시간)의 대두유의 일부 특성변화를 조사하였다. 그 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용된 대두유는 120ml/min의 공기주입 속도하에서는 그 과산화물값, TBA값과 요오드값은 가열산화온도가 $80^{\circ}C$를 넘을때 크게 증가했었다. 대두유의 지방산조성을 볼때 가열산화온도가 $80^{\circ}C$가 넘을때 불포화지방산의 함량의 변화는 컸었다. 그 반면에 포화지방산 함량의 변화는 거의 없었다. 이와같은 변화는 가열산화중의 대두유의 요오드값의 변화와 잘 일치 했었다. 한편, 산값은 가열산화온도가 $160^{\circ}C$를 넘을때 크게 증가했었다. 대두유의 굴절율과 점도는 가열산화온도와 시간이 증가함에 따라 증가했으나, 점도의 경우에는 가열 산화온도가 $180^{\circ}C$ 이상의 경우 크게 증가했었다. 본 실험의 가열산화조건하에서의 시료유지의 점도(V)와 가열 산화온도$(T^{\circ}K)$ 사이의 관계는 다음 식으로 표시할 수 있었다. $$V=Aexp({\frac{E}{RT}})$$ 여기서 A는 함수 E는 점성흐름의 활성화 에너지, R은 기체항수이다. 한편 $20^{\circ}C$에서 측정한 가열산화된 대두유의 굴절율$({n_D}^{20})$과 점도(V) 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립하였었다. $${n_D}^{20}=1.4614+7.3333{\times}10^{-5}t+2.9612{\times}10^{-3}InV$$여기서 t는 점도측정온도$(^{\circ}C)$, InV는 점도의 자연대수치이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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