• Title/Summary/Keyword: 초음파 교반

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메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동과 정상초음파의 교반 (Agitation Effects of an Ultrasonic Standing Wave on the Dynamic Behavior of Methane/Air Premixed Flame)

  • 서항석;이상신;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.16-23
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    • 2012
  • 정상초음파의 교반이 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 영향을 규명하는 실험 결과를 본 연구에서 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 전파속도를 상세히 관찰하였다. 전파속도는 이론당량비에서 정상 초음파가 교반하는 경우에 크게 증가하였으며, 당량비가 연소 상한계 혹은 연소 하한계로 벗어남에 따라 교반의 효과는 감소하였다. 정상초음파장은 화염 구조의 왜곡을 동반하고, 그 변이 형상은 교반하는 초음파장의 특성에 전적으로 종속하였다.

초음파 적외선 열화상을 이용한 마찰교반용접부의 결함 검출 (Using ultrasound infrared thermography to detect defects in lap joint Friction stir welding)

  • 박희상;최만용;박정학;이영호;최원용;고준빈;최원두
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.67-67
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    • 2009
  • 알루미늄 합금 재질은 무게의 경량화와 기계적강도가 우수하며 다른 비철금속에 비하여 값이 저렴한 장점이 있다. 현재 산업현장에서 활용하는 가장 흔한 접합법으로 TIG, RSW 등과 같은 용융 용접법을 현재는 많이 사용 하고 있지만 열전도도가 높아 열 확산이 빠르고, 이에 따라 모재의 팽창이 일어나 열변형을 유발하며, 산화피막은 그 내부에 함유된 결정수가 아크용접 중 분해되어 수소를 방출함으로 기공이 발생하여 부도체로 저항용접시 전도성을 방해하는 등의 문제를 발생시킨다. 또한 철에 비해 4배정도 큰 전기전도율에 따라 저항용접시 대전류를 사용해야 하는 등의 문제점이 발생하고 있다. 이와 같은 알루미늄 합금의 용융용접 과정에서 발생하는 단점을 극복하는 기술로 고상접합 방법인 마찰교반용접법(Friction Stir Welding)이 활용되고 있다. FSW는 1991년 영국의 TWI에서 개발된 최신 용접법으로 모재를 용융점 아래에서 고상용접시키는 방법으로 용융에 따른 열변형과 흄가스(hume gas)와 스패터(spatter)를 억제시켜 주는 친환경적인 용접법이다. 이러한 마찰교반용접의 기술은 그동안 특허에 따른 로열티가 산업현장에서 사용하는데 문제가 되었으나 특허보호 기간인 20년이 1년정도의 기간밖에 남지 않은 상황에서 그 사용은 날로 증가하리라 본다. 이러한 마찰교반용접부의 결함을 평가하는 방법에는 UT, RT 등이 활용되고 있으나 얇은 박판에서의 결함검출은 용이하지 않다. 이리한 문제점을 해결하기위하여 초음파 가진을 이용한 적외선 열화상 검출 기법을 이용하여 마찰교반용접부의 결함 검출 가능성을 연구하였다. 20kHz의 주파수를 400Watt로 가진시켜 겹치기(lap joint) 마찰교반용접이된 A6061-T6의 용접부에 초음파를 입사하였을 때 발생하는 열을 적외선 열화상 카메라를 이용하여 측정함으로써 마찰교반겹치기 용접부의 결함 검출에 활용하였다. 용접부에 초음파를 입사하였을 때 부분적으로 온도차이가 발생하였고, 그에 따른 열화상을 검출 할 수 있었다. 이러한 열화상과 실제 시험편의 용접부의 강도를 평가하기 위하여 인장시험을 하였다. 그 결과 초음파 적외선 열화상 검출에서 발열부위가 나타난 부분이 인장시험에서 낮은 인장강도를 보였다.

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징케이트처리시 아연입자의 핵 생성 및 성장거동과 초음파 교반 도입에 따른 아연입자의 Morphology 변화에 대한 연구

  • 이성기;진정기;김영호;이재호
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 추계 기술심포지움
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    • pp.185-188
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    • 2001
  • 본 연구는 알루미늄 기판 위에 징케이트 처리 시 생성되는 아연 입자들의 성장거동에 관하여 연구하였다. 알루미늄 기판 상에서 아연입자들은 기판 표면의 요철 꼭지점이나 모서리에서 먼저 생성되었고, (0001)면들이 적층되어 성장하였다. 또한 온도를 증가에 따른 성장속도를 증가시켜 징케이트 처리를 실시하였을 때 육방정계을 갖는 아연 입자의 경우 <1100> 결정방향으로 성장이 이루어져 불가사리 형태의 입자형태를 나타내었으며 초음파 교반에 의한 징케이트 처리를 하였을 경우 조밀하고 균일한 아연 막을 형성하였다.

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비파괴검사에 의한 A2024 마찰교반용접부의 건전성 평가 (Soundness evaluation of friction stir welded A2024 alloy by non-destructive test)

  • 고영봉;김기범;박경채
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권2호
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    • pp.135-143
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    • 2013
  • 마찰교반용접은 운송 분야 등에서 널리 상업화되고 있다. 본 연구는 마찰교반용접된 A2024-T4 합금의 결함을 비파괴검사(방사선투과검사, 초음파탐상시험, 전기전도도시험)와 파괴시험(인장강도 및 미세조직 관찰)을 실시하여 관찰하였다. 실험 결과 결함 분포도를 얻을 수 있었다. 방사선투과검사에서 발견되지 않은 미세결함이 초음파탐상시험에서는 발견되었으며, 초음파탐상시험은 음압의 차이와 그에 대응하는 색에 의해 결함의 정도를 검사할 수 있는 효과적인 방법이었다. 또한 전기전도도 측정값은 결함의 양이 많아짐에 따라 감소하는 경향을 보였다. 비파괴검사와 파괴검사를 통해 얻은 가장 건전한 조건의 이음 효율은 91% 이었다. 따라서 비파괴검사는 마찰교반용접된 A2024-T4 합금을 검사하는데 있어서 효과적인 방법이라 사료된다.

메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 대한 정상초음파의 교반 효과 (Agitation Effects of an Ultrasonic Standing Wave on the Dynamic Behavior of Methane/Air Premixed Flame)

  • 서항석;이상신;김정수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.318-323
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    • 2012
  • 본 연구에서는 정상초음파와 교반하는 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동을 규명하기 위한 실험결과를 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 형상 및 전파속도를 관찰하였다. 전파속도는 연소한계를 제외한 당량비에서 정상초음파장이 가진되는 경우에 더욱 증가하였으며, 화염선단의 찌그러지는 위치는 초음파 특성이 변하지 않는 한 일정하였다.

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토종콩에 포함된 비배당체 이소플라본의 추출 방법 비교 (Comparison of Extraction Methods for Aglycone isoflavones from Korean Soybean)

  • 이광진;노경호
    • KSBB Journal
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    • 제19권6호
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    • pp.421-426
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    • 2004
  • 토종콩으로부터 비배당체 이소플라본을 추출하기 위한 다양한 기계적 및 화학적 방법을 적용하였다. 용매추출법의 침적과 교반, 초음파에너지와 아임계/초임계 수 추출이 포함되었다. 용매의 조성에 의한 추출효율의 증가, 교반에 의한 특정성분의 추출효과의 증대, 초음파에너지에 의한 추출성능의 개선, 용매보다 용해력이 좋은 초임계유체의 적용에 관한 실험을 수행한 결과에 의하면 비배당체 이소플라본의 추출은 초음파에너지에 의한 것이 가장 우수하였다.

초음파 처리가 채소 중의 sulforaphane 분석에 미치는 영향 (Effects of ultrasonication on the analysis of sulforaphane content in vegetables)

  • 최아름;이건순;채희정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.794-799
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    • 2008
  • 초음파처리가 십자화과 채소의 sulforaphane 함량 분석에 미치는 영향을 GC/MS를 이용하여 검토하였다. 무, 알타리무, 순무, 양배추, 브로콜리를 각각 dichloromethane을 추출용매로 하여 초음파처리 후 용매 추출 및 질소 농축을 하고, m/z 72, 160, 55, 114을 선택이온측정법(selective ion monitoring, SIM)을 이용하여 분석하였다. 각 채소류의 sulforaphane 함량은 브로콜리가 149.0 ppm으로 가장 많았으며, 양배추(67.9 ppm), 무(35.4 ppm)의 순으로 높았다. Sulforaphane 추출율은 진탕교반(shaking)만 할 경우보다 초음파처리(sonication)후 진탕교반(shaking)을 할 경우 2.7배 높은 것으로 나타났다. 따라서 초음파추출공정이 sulforaphane의 추출효율 향상에 유효한 방법으로 판단된다.

유류오염토양의 복원을 위한 초음파 토양세척 공정의 최적화에 대한 연구 (Investigation for Optimization of Ultrasonic Soil-Washing Process for Remediation of Diesel Contaminated Soil)

  • 박범국;손영규;황안나;김지형
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.101-105
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    • 2011
  • 본 연구는 초음파를 이용한 토양세척 공정에서 주파수를 결정하고 그 조건에서 공정을 최적화 하기 위한 실험적 접근 방법에 대한 연구이다. 초음파 주파수는 35, 72, 100 kHz를 적용하여 최적 주파수를 결정하였다. 최적 토양 세척 조건을 위한 실험 설계는 $MINITAB^{(R)}$ 프로그램을 이용하였다. 실험은 초음파의 적용, 물리적 교반의 적용, 계면활성제의 적용의 세 가지와 각각의 조합이 적용되었다. 실험 결과 초음파의 최적 주파수는 35 kHz로 확인되었다. 높은 주파수에서 초음파의 공동화 기포 개수가 많아 효과가 좋을 것으로 예상되지만, 낮은 주파수에서 높은 에너지를 가진 공동화 기포가 더 효과적이다고 설명할 수 있다. 그러나, 실제 공정에 적용하기 위해서는 유입되는 에너지에 대한 고려를 해야 한다. 통계적 요인실험설계법에 의해 설계된 실험 결과를 적용한 결과, 초음파와 물리적 교반에 의한 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 그러므로 실제 공정을 위해서는 이 두 가지 공정에 대한 실내 실험이 필요할 것으로 보인다.