• 제목/요약/키워드: Particle collision

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아토마이징 노즐의 유동 및 성능해석 (Flow and Performance Analysis of Atomizing Nozzle)

  • 김봉환;류광현;정은익;조은만;이정언
    • 한국기계가공학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.42-48
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    • 2010
  • The aim of this study is to investigate the influence of driving atomizing nozzle position, the slope of sludge entering tube and supplying air flow rate on the performance of sludge air dryer. This paper deals with optimization of the geometry of the atomizing nozzle for sludge drying using computational fluid dynamics and drying performance test using pilot air dryer. The air drying system was composed of the atomizing nozzle which made high-speed fluid field. dewatered cake was crushed at the high-speed zone as the first step and formed intto dried powder of sphere shape by the collision between particles at the circling zone. The CFD analysis results show when the slope of entering sludge tube is smaller, suction air amount is increased. It is shown that the developed atomizing nozzle is very excellent in the drying performance through pilot test.

분무 및 코로나 방전에 의해 대전된 서브마이크론 입자의 대전량 분포 (Charge Distribution of Submicron Particles Charged by Spray Electrification or Corona Discharge)

  • 이재복;배귀남;황정호;이규원
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권1호
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    • pp.124-132
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    • 2001
  • This paper reports on the charge distribution measurements of submicron particles for three different charging mechanisms, which are spray electrification, bipolar ionization and corona discharge process, respectively. The number of elementary charges per particle was investigated by classifying and counting of a discrete mobility class. Charge distribution measurements were performed with NaCl particles generated from a collision atomizer for 0.01, 0.1, 1% NaCl solutions. Experimental results show than charge level of atomized NaCl particles is high and decreases with increasing the dissolved ion concentration. The charge level of the atomized NaCl particles can be reduced to that o Boltzmann equilibrium conditions by the bipolar ionization(Po(sup)210 bipolar ionizer). The charge level on NaCl particles passing through the corona discharge reactor is much higher than those of atomized or bipolar ionized NaCl particles. The evaluation of these measurements results in charge distribution of the submicron particles.

Fabrication of Core-Shell Structure of Ni/Au Layer on PMMA Micro-Ball for Flexible Electronics

  • Hong, Sung-Jei;Jeong, Gyu-Wan;Han, Jeong-In
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제4권4호
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    • pp.140-144
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    • 2016
  • In this paper, core-shell structure of nickel/gold (Ni/Au) conductive layer on poly-methyl-methacrylate (PMMA) micro-ball was fabricated and its conduction property was investigated. Firstly, PMMA micro-ball was synthesized by using dispersion polymerization method. Size of the ball was $2.8{\mu}m$ within ${\pm}7%$ deviation, and appropriate elastic deformation of the PMMA micro-ball ranging from 31 to 39% was achieved under 3 kg pressure. Also, 200 nm thick Ni/Au conductive layer was fabricated on the PMMA micro-ball by uniformly depositing with electroless-plating. Adhesion of the conductive layer was optimized with help of surface pre-treatment, and the layer adhered without peeling-off despite of thermal expansion by collision with accelerated electrons. Composite paste containing core-shell structured particles well cured at low temperature of $130^{\circ}C$ while pressing the test chip onto the substrate to make electrical contact, and electrical resistance of the conductive layer showed stable behavior of about $6.0{\Omega}$. Thus, it was known that core-shell structured particle of the Ni/Au conductive layer on PMMA micro-ball was feasible to flexible electronics.

3차원 입자 시뮬레이션을 이용한 직각 자석 구조의 마그네트론 스퍼터 장비 모델링 및 타겟 침식률 계산

  • 장현우;김성봉;박장식;오지영;이승길;유석재;유창모
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.278-278
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    • 2011
  • LCD 생산에 적용할 수 있는 대형 마그네트론 스퍼터 장비에서 공간적으로 불균일한 타겟 침식은 타겟의 사용 효율을 떨어뜨린다. 특히 직사각형의 외부 자석과 직선형태의 내부 자석 구조를 가진 마그네트론 스퍼터에서는 cross-corner 효과로 인해 국부적으로 일정 부분에 대한 상대적으로 높은 침식률이 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국부적으로 자기장 세기를 바꾸는 시행착오를 통하여 실험적으로 문제를 해결하려는 방법이 있지만 비용 및 시간이 매우 많이 들어 전산모사를 통한 문제 해결 방법이 훨씬 유리하다. 우리는 몬테 카를로 방법에 기반한 3차원 입자 시뮬레이션을 통하여 마그네트론 스퍼터 장비를 모델링을 하였다. 직사각형의 외부와 직선형의 내부 자석 구조가 만들어 내는 정적인 공간 자기장의 분포는 OPERA3D를 이용하여 계산하였고, 플라즈마 입자들이 만들어내는 자기장에 의해 섭동영향을 받지 않는다고 가정하였다. 플라즈마 전기장 및 전하의 운동은 상호작용의 일관성이 유지되도록 계산하였다. 이온밀도의 공간분포는 내부 자석과 외부 자석 사이의 직선 부분 보다 cross-corner 효과가 일어나는 부분에서 상대적으로 더 높은 밀도분포를 보였다. 플라즈마 시뮬레이션을 통하여 얻은 타겟에 입사한 이온의 개수 및 속도에 대한 정보를 이용하여 타겟의 침식률을 계산하였다. 이러한 침식률을 계산하기 위한 시뮬레이션 기술은 산업용 대형 스퍼터 장비 연구 및 개발에 매우 효율적인 방법이 될 것이다.

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부유선별법을 적용한 탈묵공정의 계면화학적 및 수력학적 원리(II) -수력학적 원리를 중심으로- (Interface Chemical and Hydrodynamic Aspects of Deinking Process Using Flotation for Waste paper Recycling(II))

  • Sun-Young Park
    • 자원리싸이클링
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    • 제5권4호
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    • pp.11-16
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    • 1996
  • 부유선별법에 의한 탈묵공정에서 잉크입자와 기포의 부착은 상호간의 충돌에 의한 것인데, 충돌의 가능성은 주로 수력학적 조건에 지배된다. 따라서, 부유선별법에서 미세입자의 제거효율이 낮은 이유는 수력학적 영향에 의해 입자가 기포주위의 수층유선을 따라 흘러내리는 경향이 있으므로 기포와의 충돌이 어렵기 때문이라고 해석되어 진다. 또한, 크고 무거운 잉크입자의 경우에는 기포에 의한 부상과정에서 중력과 점성력 등의 영향을 크게 받으므로 부유선별에 의한 제거가 어렵다고 간주되어 진다. 따라서, 부유선별의 실제공정에서는 계면화학적 측면에서의 조건선정 뿐만 아니라, 잉크입자와 기포의 크기를 조절하는 수력학적 관점에서의 조절이 또한 중요하다.

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Characteristics of Droplet Properties in the Two-Phase Spray into a Subsonic Cross Flow

  • Lee, I.C.;Cho, W.J.;Koo, J.Y.
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.358-363
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    • 2008
  • The spray cross-section characteristics of two-phase spray that using external-mixing nozzle injected into a subsonic cross flow were experimentally studied with various ALR ratio that is $0{\sim}59.4%$. Suction type wind tunnel was used and experiments were conducted to ambient environment. Several plain orifice nozzles with L/d of 30 and orifice diameter of 0.5 mm and orifice length 1.5 mm were tested. Free stream velocity profiles at the injection location were measured using hot wire. Spray images were captured to study collision point and column trajectory. Phase Doppler particle analyzer(PDPA) was utilized to quantitatively measuring droplet SMD, volume flux. Measuring probe of PDPA positions was moved 3-way transverse machine. SMD distributions were layered structure and peaked at the top of the spray plume and low value at bottom of the spray. Volume flux of spray was distributed to the two side region and volume flux quantity decreased when ALR ratio increased. It was found that the perpendicularly injected two-phase spray jet of external mixing into a cross flow showing that mistlike spray moved away from the test section bottom region.

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기상합성공정을 이용한 FePt 나노입자의 실시간 L10 상변화 (Real-time Transformation of FePt Nanoparticles to L10 Phase by the Gas Phase Synthesis)

  • 이기우;이창우;김순길;이재성
    • 대한금속재료학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.46-51
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    • 2011
  • Real-time formation of $L1_0$ phase of FePt nanoparticles in the gas phase during ultrasonic-spray pyrolysis is first discussed in the present study. Without any post heat treatment, $L1_0$ phase of FePt nanoparticles appeared at the temperature above $900^{\circ}C$ in the gas phase synthesis. X-ray diffractometry (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) studies revealed that FePt nanoparticles less than 10 nm in size contained small volume of $L1_0$ fct phase. However, in other samples obtained at the temperature below $900^{\circ}C$, iron oxide phase co-existed and no evidence of phase transformation was found. Thus, it is anticipated that the time of flight of particles required for crystallization and phase transformation was extended according to the increase of the collision rate. Finally, magnetic properties represented by coercivity and saturation magnetization and functional groups on the particle surface were discussed based on VSM and FT-IR results.

경질 탄화수소 촉매 열분해를 위한 Ni 기반 구슬 촉매에 대한 연구 (Study on Ni-based Bead Catalyst for Catalytic Thermal Decomposition of Light Hydrocarbons)

  • 우진혁;김주언;김태영;이수출;김재창
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.27-33
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    • 2024
  • In this study, we researched Ni-based bead catalysts for the catalytic thermal decomposition of light hydrocarbons. A Ni-based bead-type catalyst was prepared, and catalytic thermal decomposition performance of light hydrocarbons was evaluated. The 30Ni/Al2O3 catalyst exhibited the most superior performance, with the presence of both fibrous and carbon black forms on the catalyst surface. Catalytic performance was evaluated for particles sized between 150-250 and 500 ㎛, with excellent catalytic thermal decomposition properties in the 150-250 ㎛ range. After the reaction, carbon removal through collision between catalysts in the fluidized bed was observed. It was confirmed that as the particle size increases, the amount of carbon removed increases.

테크놀로지를 활용한 모델의 설계와 개발 과정에서 나타난 예비화학교사의 모델의 본성에 대한 인식 분석: 보일 법칙을 중심으로 (Analysis of the Pre-service Chemistry Teachers' Cognition of the Nature of Model in the Design and Development Process of Models Using Technology: Focusing on Boyle's Law)

  • 정나진;백성혜
    • 대한화학회지
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    • 제67권5호
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    • pp.378-392
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    • 2023
  • 본 연구의 목적은 테크놀로지를 활용한 모델의 설계와 개발 과정에서 나타난 모델의 본성에 대한 예비화학교사의 인식을 분석하는 것이다. 이를 위하여 중부 지역에 있는 사범대학 3학년에 재학 중인 예비화학교사 19명을 대상으로 중학교 1학년 과학 교과서에 제시된 보일 법칙에 관련된 실험 현상을 관찰하고, 테크놀로지를 활용하여 관찰된 실험 결과와 관련된 모델을 설계하고 개발하도록 요구하였다. 선행연구를 바탕으로 모델의 본성을 표상적 측면과 설명적 측면으로 분류하고, 표상적 측면은 표상화, 함축화, 간단화로, 설명적 측면은 분석, 해석, 추론, 설명, 정량화로 분류하였다. 그리고 이 분류를 기준으로 하여 예비화학교사들의 인식을 분석하였다. 연구 결과, 표상적 측면의 표상화에서는 부피가 변하는 공간을 표현한 형태로 획일화되어 있었으며, 함축화에서는 압력을 실린더 내부의 밝기나 입자의 색 변화 빈도로 표현하였다. 간단화의 경우에는 입자 충돌을 완전탄성충돌로 표상화하였으나, 입자의 종류를 간단히 표상화하지 못하는 그룹들이 있었다. 설명적 측면에서는 분석의 경우 부피를 조작 변인으로 구분하였으며, 해석의 경우 대부분 그룹이 기체 입자의 충돌로 압력의 변화를 해석하였다. 그러나 추론에 관련된 인식은 많이 관찰되지 않았다. 설명의 경우 입자가 충돌하는 면적을 설정하지 않거나 잘못 설정하여 설명에 성공하지 못한 그룹들이 있었으며, 정량화에서는 단위시간 당 충돌 횟수를 수식화한 그룹들과 이와는 반대로 충돌 횟수를 수치화하지 못하여 정량화하지 못한 그룹들이 있었다.

노즐 형상 및 분사 압력이 하이브리드 노즐 성능에 미치는 영향 연구 (Effect of Nozzle Shape and Injection Pressure on Performance of Hybrid Nozzle)

  • 노경철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.74-79
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    • 2017
  • 본 하이브리드 노즐은 국부 지점에 집중적으로 분사하기 위해 소화 약제 주위로 워터미스트를 분사하여 커튼과 같이 약제를 가두어 목표 지점에 살포함으로써 소화 성능이 제고 된다. 본 연구에서는 수치해석 연구를 통해 노즐 기단 각 및 워터미스트 노즐 분사 압력이 하이브리드 노즐 성능에 미치는 영향을 워터미스트 및 소화 약제 액적의 평균 분포 반경을 기반으로 정량적으로 비교 분석 하였다. 워터미스트 노즐 실험 결과를 이용하여 수치해서 기법의 타당성을 검증하였으며, 유동장 내 액적 간 충돌, 병합 및 깨짐 등의 거동을 고려하기 위해 정상상태 2-way interaction Discrete Particle Modeling (DPM) 해석을 수행하였다. 분사 압력이 30 bar에서 60 bar로 증가함에 따라 워터미스트 액적의 평균 분포 반경은 약 40 % 감소하는 반면에 소화 약제의 평균 액적 분포 반경은 약 21 % 감소하였다. 또한 기단 각이 $30^{\circ}$에서 $60^{\circ}$로 2배 증가하였을 때 소화 약제의 평균 분포 반경은 약 24 % 증가하였다. 결과적으로 하이브리드 노즐은 워터미스트를 분사를 통해 내부에 분사된 소화 약제를 국부지점 집중적으로 분사하는 데 목적이 있으므로 소화 약제 액적의 평균 분포 반경을 고려하여 워터미스트 분사 압력과 기단 각의 설계가 중요할 것으로 판단된다.