보고서 정보
주관연구기관 |
전북대학교 Chonbuk National University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-04 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
연구관리전문기관 |
한국연구재단 National Research Foundation of Korea |
등록번호 |
TRKO201500003874 |
과제고유번호 |
1711008387 |
사업명 |
일반연구자지원(미래부) |
DB 구축일자 |
2015-05-23
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500003874 |
초록
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○ 이중 엔탈피 탐침을 이용하여, 초음속 Ar 열플라즈마 유동의 엔탈피 (h), heavy particle 온도 (Th), 속도 (Vh), 마하수(M), 농도 (Ch) 동시 진단 기법을 개발하였음.
○ 개발된 이중 탐침의 외관을 플라즈마 세라믹 스프레이 코팅을 하여 전기적으로 절연시키고, 내부 엔탈피 탐침을 정전탐침으로 이용함으로써, 초음속 Ar 열플라즈마 유동의 엔탈피 (h), heavy particle 온도 (Th
○ 이중 엔탈피 탐침을 이용하여, 초음속 Ar 열플라즈마 유동의 엔탈피 (h), heavy particle 온도 (Th), 속도 (Vh), 마하수(M), 농도 (Ch) 동시 진단 기법을 개발하였음.
○ 개발된 이중 탐침의 외관을 플라즈마 세라믹 스프레이 코팅을 하여 전기적으로 절연시키고, 내부 엔탈피 탐침을 정전탐침으로 이용함으로써, 초음속 Ar 열플라즈마 유동의 엔탈피 (h), heavy particle 온도 (Th), 속도 (Vh), 마하수(M), 농도 (Ch) 뿐만 아니라, 전자밀도 (ne) 및 전자온도 (Te)도 동시진단가능함을 탐색하였음. 이를 위해
1) 1차년도에는
▷ 50 kW 급 비이송식 초음속 열플라즈마 토치 및 소규모 플라즈마 풍동용 진공쳄버 시스템을 자체 설계 제작하여 구축하였으며,
▷ 초음속 열플라즈마 진단을 위한 이중 엔탈피 탐침을 설계하고, 특허 출원 완료하였음.
2) 2차년도는
▷ 1차년도에 설계 제작 및 특허 출원된, 이중 엔탈피 탐침을 이용하여, 설계 제작된 50 kW 급 플라즈마 풍공 시설에서, 초음속 Ar 열플라즈마 유동의 엔탈피 (h), heavy particle 온도 (Th), 속도 (Vh), 마하수 (M) 동시 진단 기법을 개발하였음.
▷ 경계층 이론을 바탕으로, 이중 탐침을 이용, 탐침 전면에 인가되는 초음속 플라즈마 유동을 펼친 후, 전압과 정압을 동시에 측정하여, 플라즈마 온도, 속도, 엔탈피, 가스 조성을 한꺼번에 진단할 수 있는 새로운 형태의 플라즈마 진단기법이 타당함을 증명하였음.
▷ 제시된 기법 및 장치를 이용하여, 약 4.5 kW로 운전된 플라즈마 토치에 대해, 비엔탈피 6.4 MJ/kg, 마하 수 1.77 및 플라즈마 온도 약 3.750 K를 제시함.
3) 3차년도에는
▷ 2차년도에 개발된 이중 엔탈피 탐침 외부 표면을 플라즈마 스프레이 코팅하여 전기절연 시키고, 내부 엔탈피 탐침 전면을 정전탐침으로 이용, 개량형 엔탈피 탐침의 장점인 플라즈마 온도, 속도, 엔탈피, 가스 조성을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 전자온도 및 밀도를 측정할 수 있는 장치로 확장시켜, 초음속 Ar 열플라즈마 유동의 엔탈피 (h), heavy particle 온도 (Th), 속도 (Vh), 마하수(M), 농도 (Ch), 전자밀도 (ne) 및 전자온도 (Te)의 동시 진단 기법을 탐색함.
▷ 특히, 측정 대상 플라즈마의 경우, rp(탐침 반경)>>lmean (평균자유행정거리)>>λD (디바이 길이) 인 관계가 성립하므로, 이 경우, 충돌에 의한 이온 및 전자 보존 방정식이 묘사되는 잘 알려진 연속이론 (Continuum Theory)에 유동에 의한 효과를 포함하여 해석해를 유도하고, 쉬스 내에서는 그 영향이 없다고 가정하는 Continuum + Convection + Free Fall Theory를 적용하였으며, 측정된 V-I 특성 곡선으로부터, 전자온도의 경우, 6,000 ~ 6,500 K의 범위에서 분포할 것으로 예상함.
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