[논문]전력 변화에 따른 글라이딩 아크 플라즈마의 방전 특성

임재성; 고광; 신백균; 유도현; 박종관; 육재호; 이능헌; 강대하

전력 변화에 따른 글라이딩 아크 플라즈마의 방전 특성
Discharge characteristics of gliding arc plasma according to power variation 원문보기

임재성 (인하대학교) , 고광 (인하대학교) , 신백균 (인하대학교) , 유도현 (안산공과대학) , 박종관 (유한대학) , 육재호 (유한대학) , 이능헌 (경원대학교) , 강대하 (부경대학교)

글라이딩 아크 플라즈마의 화학적 반응성을 이용하여 대표적 휘발성 유기 화합물인 벤젠의 분해를 위한 연구를 수행하였다. 실험에는 벤젠과 공기의 mixture gas를 사용하였다. 글라이딩 아크 플라즈마에 공급되는 전력을 변화시키며 각 regime의 방전 특성을 아크주의 방전 특성을 나타낸 O. Mayr의 식에 따라 살펴보았으며 플라즈마와의 반응전.후의 mixture gas내 포함되어 있는 벤젠 peak area의 크기를 GC(Gas Chromatography)를 통해 분석하였다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구를 통해 벤젠의 분해를 위한 글라이딩 아크 플라즈마의 전력변화에 따른 방전 특성을 알아보았다. Mayr의 식에 따른 방전초기와 말기의 아크주의 전압파형을 오실로스코프를 통해 측정된 파형을 비교함으로 글라이딩 아크 플라즈마의 상태를 확인하였다.
본 연구에서는 산업 활동의 부산물로 발생하는 각종 유해 가스를 글라이딩 아크 플라즈마를 이용한 분해 공정에서의 저비용 고효율의 최적화를 위한 전반적 기초 데이터와 분해 반응의 전압에 따른 방전 특성을 해석하는 데에 그 주된 목적을 두기로 한다.

제안 방법

따른 방전 특성을 알아보았다. Mayr의 식에 따른 방전초기와 말기의 아크주의 전압파형을 오실로스코프를 통해 측정된 파형을 비교함으로 글라이딩 아크 플라즈마의 상태를 확인하였다. 공급전력의 변화에 따라 글라이딩 아크 플라즈마 내부의 상태와 분해율은 다음과 같은 특징을 나타내었다.
고 순도의 공기에 벤젠 500ppm을 혼합하여 고압 가스용기에 담고 다른 고압 가스용기에 담긴 고 순도의 공기를 사용하여 반응 기로 흘러 들어가는 가스의 농도 및 유량을 조절하였다. flow-meter와 MFC (mass flow controller)를 사용하여 반응기에 흘러들어가는 유량을 2500 sccm, 벤젠농도를 100ppm, 최종 반응플라즈마 반응기에 흘러 들어가는 유속을 2.
글라이딩 아크 플라즈마가 발생되는 전극의 양단에 걸리는 전력을 변화시키며 100ppm의 벤젠 가스를 공기와 혼합하여 2.7m/s의 유속으로 공급하여 반응 전후의 가스를 GC(Agilent 6890N)를 통해 분석하였다(표 1). 반응가스의 글라이딩 아크 플라즈마와의 반응 전 벤젠의 peak area 는 평균 11.
전극에 인가되는 전압은 high voltage probe(Tektronics, P-6015)를 이용하여 digital oscilloscope (Tektronics, TDS3012)로 측정하였다. 반응관에 투입되는 가스의 유량은 MFC(mass flow meter, Sierra c100)와 ball-flowmeter를 사용하여 조절하였다. 반응 후의 분해된 반응가스 내 포함된 벤젠가스의 양을 확인하기 위하여 반응 전.
전극에 인가시키는 전력을 가변하여 주었다. 전극에 인가되는 전압은 high voltage probe(Tektronics, P-6015)를 이용하여 digital oscilloscope (Tektronics, TDS3012)로 측정하였다. 반응관에 투입되는 가스의 유량은 MFC(mass flow meter, Sierra c100)와 ball-flowmeter를 사용하여 조절하였다.
반응 후의 분해된 반응가스 내 포함된 벤젠가스의 양을 확인하기 위하여 반응 전.후의 반응가스를 GC(gas-chromatography, Agillent68 90)를 이용하여 정량적으로 분석하였다.

대상 데이터

본 실험에서는 의 ①처럼 전극간격이 증가되도록 설계된 전극을 이용하였다.
분해를 위한 모의가스로는 대표적인 휘발성 유기 화합물인 벤젠을 사용하였다. 고 순도의 공기에 벤젠 500ppm을 혼합하여 고압 가스용기에 담고 다른 고압 가스용기에 담긴 고 순도의 공기를 사용하여 반응 기로 흘러 들어가는 가스의 농도 및 유량을 조절하였다.
반응기 위와 아래는 베이크 라이트 판으로 실링하였다. 전극은 길이 150mm이고 그 재질은 SUS -304이다. 전극 간의 반응관내 최소 근접 간격은 2.

성능/효과

1. 일정 전력이상에서의 글라이딩 아크 플라즈마는 한 주기 동안 내부의 상태는 열평형 상태와 비열평형 상태가 복합적으로 나타난다.
그림에서 양단에 걸리는 전력이 증가할수록 전극사이에 발생하는 글라이딩 아크플라즈마의 소멸과 생성의 주기가 길어지는 것을 볼 수 있다. 1.6kV/ 80mA의 조건에서 1초 동안 글라이딩 아크는 약 3회에 걸쳐 소멸과 생성이 반복되었고, 1.0kV/75mA의 조건에서는 약 8회 걸쳐 반복되었으며, 1.2kV/56mA의 조건에서는 17회에 걸쳐 반복되었다.
2. 일정 전력이하에서의 글라이딩 아크 플라즈마의 전형적인 성질인 상태변화가 일어나지 못하고 소멸된다.
3. 전력이 감소할수록 아크주의 생성과 소멸을 주기가 짧아진다.
4. 비열평형 상태가 커질수록 벤젠의 분해효율이 증가한다. 본 연구는 산업자원부 지정 RIC 인하대학교 열플라즈마환경기술연구센터의 2007년도 지원에 의한 것이다.
7m/s의 유속으로 공급하여 반응 전후의 가스를 GC(Agilent 6890N)를 통해 분석하였다(표 1). 반응가스의 글라이딩 아크 플라즈마와의 반응 전 벤젠의 peak area 는 평균 11.1이었으며 반응 후 전력공급이 증가할수록 벤젠의 peak area 와 DR수치가 감소하는 경향을 보였다.
벤젠의 분해에 대한 데이터를 통해 발생된 글라이딩 아크 플라즈마내부의 비열평형 상태가 두드러졌을 때 벤젠의 분해율이 높은 것으로 나타났다. 비열평형 상태를 띄는 아크주의 범위를 증가시키므로 분해율 향상을 도모할 수 있을 것으로 예측된다.
그러므로 수행된 실험 중 가장 상태변화의 양상이 뚜렷하였던 <그림 2-a>, <그림 3-a>에서의 분해율이 가장 높을 것으로 예상되었고 분석결과 다음 표1과 같이 일치하였다. 전압 파형의 변화가 거의 없었던 1.2kV/56mA를 공급했던 실험에서 가장 낮은 분해율을 보였다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

전력 변화에 따른 글라이딩 아크 플라즈마의 방전 특성
Discharge characteristics of gliding arc plasma according to power variation 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

전력 변화에 따른 글라이딩 아크 플라즈마의 방전 특성 Discharge characteristics of gliding arc plasma according to power variation 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

전력 변화에 따른 글라이딩 아크 플라즈마의 방전 특성
Discharge characteristics of gliding arc plasma according to power variation 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper