균일한 속도를 갖는 주유동장에 연료를 분사하였을때 분사된 연료가 주유동장의 공기와 혼합되는 정도를 정량적으로 설명하기 위하여 실험과 수치 계산을 실시하였다. 본 연구에서는 혼합 진전 정도를 나타내기 위하여 혼합진전변수(mixing progress variable)를 도입하여 유동조건에 따라 혼합 정도를 정량적으로 비교하였다. 주유동 속도가 일정할때 분사 속도를 증가시키면 연료가 주유동장의 공기와 혼합이 촉진됨을 알 수 있었다.
본 연구는 연료-공기 혼합정도가 불안정 화염 구조와 NOx 배출 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 대기압, 모형 가스 터빈 연소기에서 실험을 수행하였다. 선회각은 $45^{\circ}$이며, 연료-공기 혼합정도는 당량비 0.53에서 0.79 범위에서 0, 50, 100%로 변화시켰다. 화염구조를 파악하기 위해, 당량비 0.79에서 ICCD를 사용하여 위상 동기화된 OH 자발광 이미지를 취득하였다. NOx 배출은 각 상기 실험조건에서 NOx 분석기를 이용하여 취득하였다. 위상에 대한 $OH^*$ 이미지를 취득함으로써 연료-공기 혼합정도가 화염의 구조에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. 또한 국소 열방출의 특성을 통해, 연료-공기 혼합정도에 따른 연소불안정이 발생하거나 소멸되는 영역에 대한 정보를 얻을 수 있었으며, 혼합정도에 따른 NOx 농도를 측정함으로써 희박 연소 영역에서는 $\sigma$가 커질수록 NOx 발생이 적음을 확인할 수 있었다. 이런 결과들은 연소불안정 현상의 메카니즘을 이해하는데 중요한 기초자료로 사용될 것으로 기대된다.
화장품에 사용되는 미분체의 혼합특성을 알기 위하여 화장품용 미분체 혼합기인 ribbon mixer, powder mixer micropulverizer, fine impact mill에 미립자, 구상 및 판상의 형태를 가진 bulk powders를 혼합시간을 변화 시키면서 혼합하는 실험을 하였다. 혼합분체의 혼합정도를 평가하기 위하여 산화철을 tracer로 사용하였으며, 원료 및 혼합물의 particle size distribution, specific surface area, density 및 표면색상을 측정하였다. 미분체 혼합물의 혼합시간과 표면색상변화, 입도분포 및 비표면적과의 사이에 대수적 1차 상관관계가 성립되었고, 색상의 변화로부터 혼합정도를 평가할 수 있는 간단한 식을 도출하였다. 사용된 혼합기에 대해 혼합기구별 modelling과 혼합에 따른 입도 분포 및 비표면적의 변화로부터 혼합기 impellar tip에서의 linear velocity별 혼합기는 대류혼합, 전단혼합 및 확산혼합으로 분류되었다.
난류 고리가 장착된 가스발생기의 난류 생성을 연구하기 위하여 LES 코드가 개발되어 검증을 하였다. 난류 고리의 형상과 길이를 변경에 따른 난류 발생 정도를 비교하였으며, 혼합 정도를 비교하기 위하여 유동장의 변동 속도를 이용한 두 가지 변동량의 값을 구하였으며, 혼합 정도를 정량화 하였다.
윈도우 방법과 인수분해 방법을 혼합 적용하면 멱승 연산에 사용되는 곱셈 연산의 횟수를 줄임으로써 멱승 연산을 빠르게 수행할 수 있다. 지수가 512비트일 때 윈도우의 크가 5인 윈도우 방법은 607번 정도의 곱셈 연산을 필요로 하는데 반해 윈도우와 인수분해 방법을 혼합한 방법은 599번 정도의 곱셈 연산을 필요로 한다. 이는 현실적으로 가능한 멱승 연산 중에서 가장 적은 수의 곱셈 연산을 요구하는 방법이다.
율무쌀을 식량으로서의 적합여부를 규명하기 위해 천안산, 횡성산, 의성산 율무쌀을 임의로 선택하여 전분의 분리, amylose 함량 측정, amylogram특성 등의 물성을 측정하고, 율무쌀가루를 여러 혼합비율로 혼합한 식빵과 떡을 제조하여 조리, 적합여부에 대하여 조사한 결과 다음과 같이 요약할 수 있었다. 1. 율무쌀의 전분 함량은 12~20%정도로 쌀이나 찹쌀의 전분함량의 1/3정도이었으며 율무전분의 amylose와 amylopectin의 함량을 측정한 결과 거의가 amylopectin으로 되어있어 찰전분임을 알 수 있었다. 2. 율무쌀전분, 쌀전분, 찹쌀전분의 amylogram에서 호화개시 온도는 각각 $69.5^{\circ}C$, $68.8^{\circ}C$, $68.5^{\circ}C$로 율무쌀전분이 다른 전분에 비해 약 $1^{\circ}C$ 정도 높게 나타냈다. 최고 점도는 율무쌀전분이 860 B.U, 쌀전분, 420 B.U., 찹쌀전분 610 B.U.로 율무쌀전분이 가장 높으며 쌀전분의 약 2배 정도였다. 그리고 $95^{\circ}C$에서부터 $50^{\circ}C$로 냉각된 때에는 쌀전분이 500 B.U.로 가장 높았으며, 찹쌀전분 310 B.U.보다는 율무쌀전분이 410 B.U.로 쌀전분과 찹쌀전분의 중간 성질을 보였다. 3. 율무쌀가루를 혼합한 때의 제빵성을 검토한 결과 l0% 혼합시 빵의 식미는 밀가루빵보다 우수하였으며 20% 혼합시에는 빵의 부피 및 내부 특성이 밀가루빵과 비슷하였다, 30% 이상일 때는 빵의 부피 및 조직과 관능검사 결과가 좋지 못하였다. 따라서 제빵시 율무쌀 가루를 20%정도까지는 혼합하여 사용할 수 있다고 본다. 4. 율무쌀가루를 이용한 떡은 율무쌀가루를 25% 혼합시켰을 때 조직 향미, 식미등이 가장 좋았으며 50% 이상 혼합되면 떡의 부피 및 조직과 관능검사 결과가 나쁘게 판정되었다. 따라서 떡을 제조할 때에도 율무쌀가루를 25%까지는 혼합 사용할 수 있다고 판단되므로 식빵과 떡제조시 율무쌀가루를 혼합사용하여 율무의 이용면을 넓힐 수 있다고 생각한다.
(1) 디이젤기관용 대체연료로서 혼합유가 디이젤유의 연료에 대한 특성을 검토하였다. (2) 혼합유로서 디이젤기관을 운전할 경우 배기가스량은 디이젤유보다 평균 8% 정도 많음을 나타내었다. (3) 혼합유로서 디이젤기관을 운전할 경우 디이젤유에 비하여 연료소비량이 약 3% 정도 증가하였다. (4) 정미열효율에 있어서는 디이젤유와 혼합유는 거의 비슷한 상태를 나타내었다.
직접 접촉에 의한 응축 열전달은 혼합증기의 레이놀즈수, 비응축 가스(공기)의 질량비, 액막의 레이놀즈수, 그리고 액막의 과냉 정도에 따라 영향을 받게 된다. 이러한 변수들의 영향을 고찰하기 위하여 본 연구에서는 수평면으로부터 87˚ 기울어진 수직 사각 덕트에서 직접 접촉 응축 열전달 실험을 수행하였다. 위의 각 실험 변수에 따른 평균 열전달 대수의 변화를 고찰하였으며, 실험결과로부터 혼합증기 레이놀즈수, 비웅축 가스의 질량비, 액막 레이놀즈수, 그리고 제이콥수를 변수로 하여 직접 접촉 응축 열전달에 대한 평균 누셀트수에 대한 실험 상관식을 도출하였다. 혼합증기의 직접 접측 웅축 열전달에 대한 평균 열전달 계수는 비응축 가스의 질량비가 증가할수록 현저히 증가함을 보였으며, 액막의 과법 정도가 증가할수록 평균 열전달 계수는 감소하였다. 그리고 혼합증기의 레이놀즈수가 30,000 이상의 템위에서는 액막 레이놀즈수의 변화에 따라 평균 열전달 계수의 변화가 거의 없었다.
단순화한 물리적 접근방법을 통해 산화제 과잉 예연소기 혼합헤드에서의 추진제 분포를 예측하였다. 혼합헤드는 와류형의 7개의 연료 분사기와 24개의 산화제 분사기가 벌집형태로 배열된 형태이며 혼합헤드에서의 혼합비는 15이다. 예측결과 혼합비 분포는 중심에서 약 9 정도를 보였으며 외각으로 갈수록 점점 커져 연소실 벽에서는 약 30 정도를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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