• 공업화학
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• 제30권5호
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• pp.606-614
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• 2019

본 연구에서는 palm oil과 서로 다른 HLB (hydrophile-lipophilie balance) value를 갖는 Tween-Span계 비이온성 계면활성제를 혼합하여 O/W (oil in water) 유화액을 제조하고, 유화액의 유화안정성을 향상시키기 위한 최적 유화조건을 결정하였다. 이를 위해 CCD-RSM (central composite design model-response surface methodology)을 이용하여 각 계량인자의 주효과 및 교호효과를 해석하였으며, 두 가지 반응치를 동시에 만족하는 최적조건을 결정하였다. CCD-RSM의 계량인자로는 유화시간, 유화속도, HLB value, 계면활성제의 첨가량 등을 설정하고, 반응치로는 O/W 유화액의 점도와 평균액적크기를 설정하였다. CCD-RSM 최적화 분석결과 반응치인 O/W 유화액이 점도와 평균액적크기의 목표치를 동시에 부합하는 최적조건은 유화시간(12.7 min), 유화속도(5,551 rpm), HLB value (8.0), 계면활성제의 첨가량(5.7 wt.%)으로 산출되었으며, 이 조건에서의 CCD-RSM 예측결과는 점도(1,551 cP)와 평균액적크기(432 nm)이었다. 이 조건의 실제 실험 결과 오차율은 2.5% 이하로 나타나 O/W 유화액 제조과정에 CCD-RSM 최적화 분석을 적용할 경우 비교적 높은 유의수준의 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.426-430
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• 2012

본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법으로 SDR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 유동 분포 및 체류 시간등을 확인하고 혼합 특성 개선을 위한 방법에 대해 연구하였다. 본 연구 대상 SDR 반응기는 입구 덕트와 반응기 본체의 접속 구간에 가이드 베인(Guide vane)이 설치되어 있고 그 바로 하부 지점에 흡수제를 분무하는 노즐이 설치되어 있다. 이는 처리가스가 반응기로 유입될 때 가이드 베인에 의해 선회류를 형성하여 분무된 흡수제와의 혼합을 촉진시키기 위한 목적으로 설치하였다. 시간당 1,971$m^3/min$ at $260^{\circ}C$의 처리가스가 반응기 상부로 유입되어 가이드 베인을 거쳐 선회류를 형성한 후흡수제와 혼합되어 하부로 배출되는 구조이다. 유동 특성을 분석한 결과, 처리가스가 반응기 중앙으로 강하게 편중되고 있었으며 반응기 양 측면으로 부상 기류가 형성되고 있음을 확인할 수 있다. 또한 강한 편류에 의해 체류시간도 매우 짧은 것으로 판단되는 바, 가이드 베인의 기류 안내 각도가 적합하지 못함을 확인할 수 있었다. 이는 곧 혼합 특성 저하에 따른 미반응 액적의 다량 발생과 함께 고착에 의한 스케일 형성 가능성이 매우 클 것으로 예상되므로 혼합 특성을 개선할 수 있는 설계 변경이 필요할 것으로 판단되었다. 따라서 편류를 해소하고 노즐 근처에서의 체공시간을 확보할 수 있도록 가이드 베인의 안내 각도를 더 크게 변경한 결과, 기존 설계상에서 본체 중앙에 형성되는 편류가 해소되고 선회류의 전개 각도가 커지면서 체류시간 역시 약 5초 이상으로 유지되고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 가이드 베인의 각도만 변경하더라도 본체 형상의 추가적인 변경없이 유동의 혼합 특성을 개선시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.300-307
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• 2022

매우 짧은 펄스 폭의 X선 자유전자 레이저(XFEL)를 이용한 시간 분해능 연속 펨토초 결정학(time-resolved serial femtosecond crystallography, TR-SFX)기법에서 반응 물질과 생체분자 결정 샘플간의 혼합률(mixing rate)과 결정 샘플과 X선 레이저 간의 충돌률(hit rate)은 생체분자의 시분해 구조 변화에 대한 정확한 이미지 획득 및 효율적인 샘플소비와 같은 TR-SFX의 분석 성능을 결정짓는 핵심인자이다. 본 연구에서는 극초단 내 일어나는 생체분자의 시분해 구조 변화 해석을 위해 초고속 믹싱 기능을 가짐과 동시에 공압 기반의 주문형 액적 젯팅이 가능한 두 가지 다른 방식의 샘플 전달시스템을 고안하였다. 한 방식은 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 고속 충돌에 유발된 관성 믹싱을 기반으로 하고 있으며, 다른 방식은 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅을 기반으로 하고 있다. 먼저, 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 충돌에 대한 동적 거동 및 액적 내부 관성 유동에 대한 믹싱에 대한 실험 및 수치해석적 연구를 수행하였다. 다음으로 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅 시스템의 성능을 유사한 방법을 통해 평가하였다. 본 연구에서 개발한 샘플 전달시스템은 질환을 유발하는 특정 단백질들의 기작을 규명하거나, 항체 의약품과 신약 후보 물질 탐색하는 데 있어 필수적인 3차원 생체 분자 구조분석 연구에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.9-17
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• 2006

본 연구는 케로신-LOX를 추진제로 하는 액체로켓엔진용 스월 동축형 인젝터의 리세스 길이에 따른 분무특성 파악을 목표로 하였다. 리세스 길이에 따른 두 추진제의 내부충돌현상에 의한 ripple의 형성과 감쇠가 인젝터 외부의 분무안정성에 영향을 미치므로 분무특성과 큰 연관성을 가진다. 또한, 리세스 길이가 증가함에 따라 평균액적크기는 증가하였으며, 혼합효율은 증가하다가 최대값에 도달한 후 다시 감소하는 경향성을 보였다.

• 한국분무공학회지
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• 제4권1호
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• pp.13-18
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• 1999

It has been known that spray characteristics have an important effect on the mixture formation and directly influence the engine performances and the emissions. Up to now, the measurement of droplet size is well developed such as PDPA and PMAS though the behavior of small droplets during secondary atomization is not clear. Particle image velocimetry(PIV), a planar measuring technique, is a very efficient tool for studying complicated behavior and a fast and reliable method to track numerous droplets during injection. In this study, two-color scanning PIV is designed to obtain quasi-instantaneous two dimensional velocity data by using he-ion laser, rotating mirror and beam splitter. This PIV method which has high temporal and spatial resolution provides the information about the small complex droplet behavior.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권1호
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• pp.99-112
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• 1997

Mixing process of impinging jets of liquid oxidizer and liquid fuel is simulated by using water and sodium carbonate (Na$_{2}$CO$_{3}$) solution. The shapes of liquid sheets are visualized and flowrate distributions are measured by collecting droplets using measuring cells. Mixing charateristics are studied by using acid-base titration. Stable liquid sheets are formed and two liquid jets are well mixed for symmetric impinging jets. Similarity in flowrate distribution for various measuring heights is observed. For asymmetric impinging jets, liquid sheets become unstable as the difference in the velocities of jets increases. In some extreme cases, liquid sheets are not formed and the jets are separated. Dimensionless variables are adopted demonstrating similarly in flowrate distribution. Mixing characteristics vary significantly with experiment conditions.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2005년도 추계정기총회 및 제26회 학술발표대회 고분자리싸이클링기술 특별심포지엄
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• pp.308-313
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• 2005

실리콘 잉고트의 절단공정에서 발생하는 폐실리콘 슬러지는 실리콘과 실리콘카바이드 등의 유가자원이 함유되어 있으며, 이 중 실리콘 분말은 실리콘 화합물인 알콕시실란 등을 제조하는데 원료로 사용이 가능하다. 본 연구에서는 폐실리콘 슬러지로부터 분리, 합성된 사에 톡시실란(TEOS)을 원료로 이용하여 실리카 나노분말을 합성하였다. TEOS 원료물질을 외부 혼합형 이류체 노즐을 이용하여 미세액적으로 분무하고 화염 속으로 도입시키고 화염열분해 반응을 진행시켜 실리카 나노분말을 합성하였다. 합성된 실리카 나노입자의 특성은 투과형 전자현미경 및 BET에 의하여 입자형상 및 평균 입자크기가 분석되었다. 주요 공정변수인 분산공기의 압력, 반응가스의 조성을 변화시켜 실험한 결과 평균크기가 $9{\sim}68nm$인 실리카 나노분말을 제조하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제3권3호
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• pp.36-43
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• 1999

Many of thermodynamic-based diesel combustion simulations incorporated a model of fuel spray which attempts to describe how the spray develops according to time. Because the spray geometry is an essential aspect of the fuel-air mixing process, it is necessary to be calculated quantitatively for the purpose of heat release and emission analysis. In this paper, we proposed the calculating method of non-evaporation spray behaviors by injection rate shapes under actual operating conditions of diesel engine. We confirmed the utility of this calculating model as the calculated results were compared with the measured results. This calculating program can be applied usefully to study on the diesel spray behavior.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권10호
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• pp.2690-2698
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• 1995

Fuel atomization and mixture formation in an gasoline engine has influence on the engine performance and pollutant emission. The throttle valve installed in an intake system plays a greater role in control of mixture quantity in accordance with engine drive condition. In this study, the characteristics of secondary atomization developed at the downstream of the valves were observed using an image processing method. Two major kinds of valves, solid and perforated ones, are chosen in order to compare the valve performance with the experimental parameters of air flow rate, valve opening angle, and valve shapes. For the perforated valve, we can obtain the relatively small sized droplets, and nearly uniformed and dense distributed sprays with low loss coefficient than for the solid valve.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.175-178
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• 2011

본 연구에서는 기존의 고압으로 작동되는 고압 미분무 건과는 달리 Twin-Fluid의 Turbulence 및 Break-up 현상 등을 이용하여 저압상태에서 작동하며 경량화 및 소형화에 성공하여 기존 소방관의 진입이 어려운 장소 또는 수원으로부터 멀리 떨어진 곳에서 원활한 소화활동을 위해 개발한 저압용 미분무 건의 성능을 화재소화능력 시험을 통해 입증하였다. 화재 소화능력 시험을 수행한 결과 물과 질소가 Mixing Chmaber 내부에서 혼합되면서 두 유체간의 상호작용 및 운동 에너지으로 인해 물의 액적이 미세하게 Atomizing되어 목재화재는 물론 유류화재의 진압에 있어서도 우수한 성능을 확인할 수 있었다.