RDG 산란 이론을 이용한 그을음 탄소 입자의 형상 분석

서형석; 김기범

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자료유형: 학술저널

저자정보: 서형석 (중소조선연구원) 김기범 (충북대학교)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제17권 제9호

발행연도: 2016.9

수록면: 641 - 646 (6page)

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화석 연료의 연소 과정에서 발생하는 그을음 입자의 형상은 작은 구형입자들이 군집체를 이루고 있는 프랙탈 형상을 하고 있기에 기존 Rayleigh나 Mie 탄성 광 산란 이론으로 분석하는 것에는 한계가 있다. 본 논문에서는 Rayleigh-Debye Gans (RDG) 산란 이론을 적용하여 프랙탈 차원을 가지는 미세 입자의 형상을 효과적으로 해석할 수 있는 과정을 자세히 묘사하였다. 이소옥탄 확산 화염에서 발생하는 그을음 입자를 열 영동 채취법을 이용하여 채집한 후, 투과전자현미경을 이용하여 그을음 입자의 형상을 관찰하였다. RDG 산란 이론을 적용하여, 그을음 입자의 프랙탈 형상을 조사 하였고, 그을음 개별 입자의 직경, 입자 수밀도 및 부피 분율을 산출하였다. 이러한 결과들은 그을음의 성장 과정에서는 뚜렷한 증감 경향을 보이진 않았으나, 그을음 산화 과정에선 전부 뚜렷하게 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서 RDG 산란 이론을 이용하여 도출한 그을음 군칩체의 프랙탈 차원은 약 1.82로 이는 기존의 유사연구 결과와 동일하며, 화석연료의 종류에 상관없이 생성된 모든 그을음 입자에 동일한 값을 갖는 것으로 사료된다.

#Rayleigh-Debye-Gans scattering theory #Soot aggregate #Fractal dimension

참고문헌 (5)

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[학술지(정기간행물)] - National Academy of Sciences / 2003 / Soot Worse for Global Warming than Thought / Proceedings of the National Academy of Sciences

[단행본] - Bockhorn H. / 1994 / Soot Formation in Combustion:Mechanisms and Models / Springer-Verlag

[학술지(정기간행물)] - Gregory D. Yoder / 2005 / Assessment of soot particle vaporization effects during laser-induced incandescence with time-resolved light scattering / Applied Optics 44 (20) : 4211 ~ 4219

[학술지(정기간행물)] - T. L. Farias / 1995 / Computational Evaluation of Approximate Rayleigh–Debye–Gans/Fractal-Aggregate Theory for the Absorption and Scattering Properties of Soot / Journal of Heat Transfer 117 (1) : 152 ~ 159

[학술지(정기간행물)] - 서형석 / 2016 / 광 산란 기술을 이용한 연료 첨가제의 그을음 억제 효과 분석 / 한국산학기술학회논문지 17 (7) : 204 ~ 210

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