• Journal of Welding and Joining
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• 제17권6호
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• pp.38-45
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• 1999

Shielding gas has significant effects on arc stability, metal transfer and weld quality in the gas metal arc welding (GMAW) process. The double gas-shielded MAG(DMAG) and auxiliary gas-shielded MAG (AMAG) torches are investigated for their capability to provide argon-rich gas mixture using small amount of argon gas through the inner and auxiliary nozzles, respectively. Argon composition with the DMAG torch is calculated numerically, and compared with the measured data using the gas chromatogrphy. Gas flow pattern of the DMAG torch is calculated to change from the laminar to turbulent flow when total gas flow rate becomes larger than 4.5 liter/min at room temperature. While argon-rich shielding gas was obtained using both the AMAG and DMAG torches, the AMAG torch provides higher argon composition than the DMAG torch, which demonstrates that argon gas can be utilized more efficiently with the AMAG torch.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3062-3067
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• 2007

HVOF thermal spray guns are now being widely used to produce protective coatings, on the surfaces of engineering components. HVOF technology employs a combustion process to heat the gas flow and melt the coating materials which are particles of metals, alloys or cermets. Particle flow which is accelerated to high velocities and combustion gas stream are deposited on a substrate. In order to obtain good quality coatings, the analysis of torch design must be performed. The reason is that the design parameters of torch influence gas dynamic behaviors. In this study, numerical analysis is performed to predict the gas dynamic behaviors in a HVOF thermal spray gun with various torch shapes. The CFD model is used to deduce the effect of changes in nozzle geometry on gas dynamics. Using a commercial code, FLUENT which uses Finite Volume Method and SIMPLE algorithm, governing equations have been solved for the pressure, velocity and temperature distributions in the HVOF thermal spray torch.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권2호
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• pp.294-301
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• 2012

지구온난화의 주원인으로서 $CO_2$가스 사용량 증가에 의한 온실효과가 전 세계적인 문제가 되고 있다. 특히, 조선산업 분야에서는 아크용접 시 보호가스로서 막대한 양의 $CO_2$가스가 사용되고 있기 때문에 $CO_2$가스 사용량을 감소시킬 수 있는 용접장비의 개발에 대한 요구가 커지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 $CO_2$ 보호가스 사용량을 감소시킬 수 있는 토치노즐의 최적형상 설계인자를 검토하기 위한 기초연구로서 Tandem 용접기 토치 극간거리에 따른 $CO_2$ 보호가스 분포에 대해서 CFD해석을 수행하였으며, 극간거리와 아크전류 공급량에 따른 용접성에 대해서도 실험적으로 검토하였다. 토치간 거리에 따라서 가장 효과적인 보호가스층이 존재하며, 최적의 극간거리를 정량적으로 결정함에 의해 $CO_2$ 보호가스의 적정한 사용에 의한 $CO_2$ 가스 사용량을 감소시킬 수 있다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 대한연소학회 2003년도 제27회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.139-143
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• 2003

Study on the ignition characteristics of combustor and gas generator for LOx-kerosene liquid rocket engine was performed experimentally through a series of combustion tests of sub-scale engine combustor and gas generator. Characteristic of gas-torch ignitor based on gaseous methane and gaseous oxygen was compared with hypergolic ignition using propellant tri-ethyl-aluminium. Gas-torch ignitor showed good performance on igniting sub-scale liquid rocket engine combustor and gas generator. It was observed that the ignition delay is also affected by the extent of nitrogen in the combustion chamber.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3074-3079
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• 2009

지속적인 경제 발전과 인구증가로 인하여 에너지 소비가 급증하게 되면서 에너지의 효율적인 사용이 필요하다. 특히 에너지 손실이 많은 건물의 창호에 단열성능이 좋은 고효율 진공유리 사용이 절실한데 아직 가격 및 성능등의 문제로 보급화가 이루어지지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 저가의 진공유리 개발을 위한 유리 용접용 토치를 설계 및 제작하였다. 연료는 고밀도 열원인 수소-산소 혼합가스를 사용하였고 주로 토치 형상, 노즐 직경, 노즐 배치 등의 최적화를 수행하였다. 끝으로 개발된 토치를 이용하여 두 장의 유리용접을 성공적으로 수행함으로써 저가의 진공유리 개발 가능성을 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제7권2호
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• pp.50-55
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• 2006

Currently, a gas fueled diffusion flame is used for the relay torch system. It could be burned cleanly but should be stable at severe weather condition such as rain of up to 55 mm/h, winds of up to 70 km/h and also produce a highly bright yellow visible flame. This paper presents torch diffusion flame characteristics on the various wind speeds and rainfall conditions. From the results, flame lengths are controlled by the momentum flux ratio of fuel and ambient air flow and flame stability is much influenced by the mixing characteristics with air flow. Flame is fluctuated above than 200 mm/h rainfall and blow out is occurred about 300 mm/h rainfall condition.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1736-1741
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• 2003

The characteristics plasma flow of an atmospheric plasma torch used for thermal plasma processing is studied. In general, it is produced by the arc-gas interactions between a cathode tip and an anode nozzle. The performance of non-transferred plasma torch is significantly dependent on jet flow characteristics out of the nozzle. In this work, the distribution of gas flow that goes out to the atmosphere through a plenum chamber and nozzle is analyzed to evaluate the performance of atmospheric plasma torch. Numerical analysis is carried out with various angles of an inlet flow which can create different swirl flow fields. Moreover, the size of plasma plume is experimentally depicted.

• 한국표면공학회지
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• 제36권1호
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• pp.69-73
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• 2003

The atmospheric pressure plasma is regarded as an effective method for surface treatments because it can reduce the period of process and doesn't need expensive vacuum apparatus. The performance of non-transferred plasma torches is significantly depended on jet flow characteristics out of the nozzle. In order to produce the high performance of a torch, the maximum discharge velocity near an annular gap in the torch should be maintained. Also, the compulsory swirl is being produced to gain the shape that can concentrate the plasma at the center of gas flow. In this work, the distribution of gas flow that goes out to atmosphere through a plenum chamber and nozzle is analyzed to evaluate the performance of atmospheric pressure plasma torch which can present the optimum design of the torch. Numerical analysis is carried out with various angles of an inlet flow velocity. Especially, three-dimensional model of the torch is investigated to estimate swirl effect. We also investigate the stabilization of plasma distribution. For analyzing the swirl in the plenum chamber and the flow distribution, FVM (finite volume method) and SIMPLE algorithm are used for solving the governing equations. The standard k-model is used for simulating the turbulence.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권2호
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• pp.125-134
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• 2015

본 논문은 대형 상용기관을 모사한 정적연소실에서 매립지 가스의 연소 특성에 대한 복수의 논문 중 세 번째로, 정적 연소실에서 토치를 적용하여 그 효과를 분석하였다. 실험 결과 토치의 체적에 관계없이 연소를 개선시키는 최적의 오리피스 면적 비율이 존재하며 오리피스가 매우 작은 경우 압력 상승비율은 직경 변화에 무관하게 일정 수준을 유지하거나 소폭 감소한다. 아울러 토치의 효과는 일차적으로 연소 시간단축에 영향을 주고 시간단축에 따른 전열량의 감소가 이후 압력상승에 기여한다. 마지막으로 메탄 분율이 적어 연소 조건이 나쁠수록 토치는 주로 주 연소 기간을 단축시키고, 반면 연소 조건이 좋은 경우 주로 초기 연소를 단축시키는 효과가 있다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.48-53
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• 2003

원자력발전소로부터 발생하는 비가연성 고체폐기물의 모사시료에 대해 플라즈마 토치를 이용하여 고온용융처리 시험을 실시하였다 실험은 AP-200L 공동형 플라즈마토치를 사용하여 콘크리트, 흙과 금속이 포함되는 혼합물에 대하여 약 50시간 정도 수행되었다. 처리속도, 토치의 노즐과 용융물 표면과 간격, 토치 회전속도, 토치가스 유속 그리고 용융로의 압력 등 몇몇 실험조건을 사전에 결정하였으며, 냉각수 온도, 배가스 온도, 토치출력변화 등 기본 파라메타를 측정하였다. 유리화된 시료는 SEM/EDS로 분석하였다.