본 연구에서는 n-데칸과 물을 혼합한 에멀젼 연료를 제조하고, 연료의 유변학적 안정성을 측정하였다. 에멀젼 연료는 n-데칸과 순수, 유화제로 Span 80을 혼합하여 제조되었다. 연료 내부 물 부피비 및 연료온도 증가는 연료의 상분리를 촉진시키는 요소로 확인되었다. 연료의 물 부피비, 온도 및 제조시간 경과에 따른 유변학적 변화를 관찰하였을 때, 물 부피비가 증가할수록 연료의 비뉴턴 유체거동이 확인되었으며, 온도가 높아질수록 연료 내부 물액적 응집으로 인한 점도감소가 관찰되었다. 낮은 물 부피비에서는 연료 제조시간에 따른 점도변화가 크지 않았으나, 혼합비가 3:7 인 경우 3시간 이후부터 점도의 점진적인 감소가 관찰되었다.
본 연구에서는 n-데칸과 물을 혼합한 에멀젼 연료를 제조하고, 연료의 유변학적 안정성을 측정하였다. 에멀젼 연료는 n-데칸과 순수, 유화제로 Span 80을 혼합하여 제조되었다. 연료 내부 물 부피비 및 연료온도 증가는 연료의 상분리를 촉진시키는 요소로 확인되었다. 연료의 물 부피비, 온도 및 제조시간 경과에 따른 유변학적 변화를 관찰하였을 때, 물 부피비가 증가할수록 연료의 비뉴턴 유체거동이 확인되었으며, 온도가 높아질수록 연료 내부 물액적 응집으로 인한 점도감소가 관찰되었다. 낮은 물 부피비에서는 연료 제조시간에 따른 점도변화가 크지 않았으나, 혼합비가 3:7 인 경우 3시간 이후부터 점도의 점진적인 감소가 관찰되었다.
In this study, the production of proper emulsion fuel and the evaluation of its rheological stability in various experimental conditions were carried out. The W/O (water-in-oil) emulsion fuel was made using n-decane, pure water, and Span 80 was used as a surfactant. Increments of water volume ratio ...
In this study, the production of proper emulsion fuel and the evaluation of its rheological stability in various experimental conditions were carried out. The W/O (water-in-oil) emulsion fuel was made using n-decane, pure water, and Span 80 was used as a surfactant. Increments of water volume ratio and fuel temperature were the factors, which boosted the phase separation of the emulsion fuel. Rheological characteristics for different water/oil volume ratio, temperature, and elapsed time after the fuel production were examined. As the water volume ratio in the fuel increased, the behavior of non-Newtonian fluid was observed. Viscosity declined as the fuel temperature increased due to the cohesion of water droplets in the fuel. The effect of elapsed time on viscosity was not severe for lower water ratio. However, gradual decrease of viscosity 3 hours after fuel production, in the case of ratio of 3:7, was clearly observed.
In this study, the production of proper emulsion fuel and the evaluation of its rheological stability in various experimental conditions were carried out. The W/O (water-in-oil) emulsion fuel was made using n-decane, pure water, and Span 80 was used as a surfactant. Increments of water volume ratio and fuel temperature were the factors, which boosted the phase separation of the emulsion fuel. Rheological characteristics for different water/oil volume ratio, temperature, and elapsed time after the fuel production were examined. As the water volume ratio in the fuel increased, the behavior of non-Newtonian fluid was observed. Viscosity declined as the fuel temperature increased due to the cohesion of water droplets in the fuel. The effect of elapsed time on viscosity was not severe for lower water ratio. However, gradual decrease of viscosity 3 hours after fuel production, in the case of ratio of 3:7, was clearly observed.
본 연구의 주요 목적은 물/n-데칸 에멀젼 연료를 제조하고 이를 혼합비, 온도 및 제조 후 시간 경과에 따른 유변학적 변화를 관찰하여 연료의 안정성을 정량적으로 평가하는 것이다. 다양한 조건에서 연료의 점도 변화를 측정하여 연료의 안정성과 점도 간의 상관관계를 확인하고자 한다.
본 연구의 주요 목적은 물/n-데칸 에멀젼 연료를 제조하고 이를 혼합비, 온도 및 제조 후 시간 경과에 따른 유변학적 변화를 관찰하여 연료의 안정성을 정량적으로 평가하는 것이다. 다양한 조건에서 연료의 점도 변화를 측정하여 연료의 안정성과 점도 간의 상관관계를 확인하고자 한다.
제안 방법
본 실험에서는 에멀젼 함수량, 연료의 온도 및 제조 후 경과시간에 따른 연료의 점도 변화를 측정하였다. 물과 연료의 부피 혼합비 1:9, 2:8 및 3:7 조건에서 연료를 제조하고, 각 연료의 제조 직후, 3시간, 6시간 및 9시간마다 점도를 측정하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 에멀전 연료는 증류수와 n-데칸을 혼합하여 제조하였다. 물과 연료의 혼합비에 따른 연료 특성을 확인하기 위해 물과 연료의 부피비를 1:9, 2:8 및 3:7 로 설정하였다.
성능/효과
- 상분리가 발생하였을 때 가벼운 교반을 통해 겉보기 특성을 원래대로 만들 수는 있었지만 이 경우에도 점도는 감소하였다.
- 연료 내 함수량이 증가할수록 연료의 점도는 증가하였다. 특히 부피비 2:8과 3:7 사이에서 큰 변화가 발생하였으며, 부피비 3:7에서는 뉴턴 유체 특성에서 벗어난 점도특성을 나타내었다.
- 연료 제조 경과시간이 증가할 경우 물/n-데칸 부피비 1:9 와 2:8에서는 겉보기 특성 및 점도에서 큰 차이를 보이지 않았으나, 물/데칸 부피비 3:7에서는 상분리가 발생하였고 점도가 감소함을 확인하였다.
- 연료의 온도 증가는 연료 내부 물 액적의 응집을 촉진시켰으며, 이로 인해 연료의 점도가 감소하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
에멀젼 연료란?
에멀젼 연료(Emulsion fuel)는 기존의 액체연료에 연료와 혼합되지 않는 물, 알코올 등을 혼합하여 제조한 연료이다 [1]. 에멀젼 연료는 연소 시 혼합 액체의 끓는점 차이로 인한 미소폭발(Micro-explosion) 현상 등 기존의 연료에서 발생하지 않는 연소특성을 보여주므로 많은 연구자들에 의해 주목을 받았으며, 에멀젼 연료를 기존 열기관에 적용하기 위한 다양한 연구가 진행되었다 [2-4].
에멀젼 연료의 안정성 및 유변학적 특성에 관한 연구가 진행된 목적은 무엇인가?
에멀젼 연료를 이용한 다양한 연구 중 한 분야는 에멀젼 연료의 안정성 및 유변학적 특성에 관한 연구이다. 일반적으로 혼합되지 않는 두 개의 액체를 혼합시킨 에멀젼 연료는 연료의 혼합 방법, 보관 방법 및 시간에 따른 물리적/유변학적 변화가 발생하므로, 이를 확인하기 위한 연구가 진행되었다.
에멀젼 연료의 특성은?
에멀젼 연료(Emulsion fuel)는 기존의 액체연료에 연료와 혼합되지 않는 물, 알코올 등을 혼합하여 제조한 연료이다 [1]. 에멀젼 연료는 연소 시 혼합 액체의 끓는점 차이로 인한 미소폭발(Micro-explosion) 현상 등 기존의 연료에서 발생하지 않는 연소특성을 보여주므로 많은 연구자들에 의해 주목을 받았으며, 에멀젼 연료를 기존 열기관에 적용하기 위한 다양한 연구가 진행되었다 [2-4].
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