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The Effects of Carbon on Compound Layer and Diffusion Layer in Ion-Nitriding
曺圭植 空軍士官學校 1979 論文集 Vol.10 No.-
최근 주목을 받고 있는 이온질화법은 종래의 질화법과 비교하여 공해가 없고, 질화가 신속하며, 처리과정의 간단, 질화처리 원가의 감소, 합성층 및 확산층 조절의 용이, 부분 질화처리의 가능 긜고 질화 처리 후 기계적 성질이 향상된다는 점에서 많은 연구가 되어 있으나 질화 가스 내의 탄소량 및 금속 기지 내의 탄소량 영향과 질화처리물의 기계적 성질에 대하여는 연구가 되어 있지 않다. 본 연구에서는 이온질화시의 처리온도, 압력 그리고 피처리물 및 가스중의 탄소량의 영향과 저온질화에서 금속 기지내 탄소량 및 가스중의 탄소량에 관하여 연구했다. 질화시 온도가 상승함에 따라 질소의 확산 계수가 크게 되어 합성층 및 확산층 두께가 증가된다. 그러나 온도가 너무 높으면 질화물의 조대화가 일어나 경도가 감소하고 변형이 크게 된다. 질화시간이 짧을 경우 주어진 경도의 하중에 견딜 수 있는 충분한 합성층 깊이가 생성되지 못하여 고온에서 경도 최대치가 나타나고 질화시간이 길면 주어진 경도 하중에 견딜 수 있는 충분한 합성층이 생성되므로 합성층의 입차크기가 작은 영역인 저온에서 경도의 최대치가 나타난다. 질화온도를 동일하게 유지하기 위하여서는 가스 압력이 낮을 때가 가스압력이 높을 때보다 더 높은 전압을 공급하여야 하므로 이온의 수 및 이온이 갖는 에너지가 크게 되어 가스 압력이 낮을 때 합성층 두께가 증가된다. 가스압력이 너무 낮으면 이온이 갖는 에너지는 크나 이온 수가 적어 오히려 합성층 두께가 감소된다. 금속 내부의 탄소의 증가는 Fe_3C → Fe_3C Fe_4N → Fe_3C Fe_3N → Fe_2_-3N(ε) 반응에 의하여 형성되는 합성층 두께를 증가시키나 탄소의 존재가 질소의 확산을 방해하므로 합성층 두께는 감소한다. 이온질화가스 중에 탄소를 첨가하면 합성층이 생성되는 금속표면은 탄소량이 많게 되어 전술한 합성층 생성과정에 의하여 합성층이 증가한다. 합성층(Fe_2_-3N) 생성으로 질소의 함유량이 많게 된 금속표면에 비하여 확산층이 생성되는 금속 내부는 질소량이 적으므로 질소의 환산작용에 의하여 확산층을 증가시킬 수 있다. 합성층 두께는 가스 중의 탄소량이 0.5atom%까지 증가한다.
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조규식,임석희 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11
발사체 추진제 탱크 가압가스로 저온으로 탑재된 헬륨을 가열하여 주로 사용한다. 그러나 이 시스템은 지상에서 개발시험을 수행할 때 메인 엔진의 열 교환기 동 특성을 구현하는 것이 어렵다. 또한 가압배관에서 걸리는 압력손실로 인해 탱크 잔류압력이 20atm 정도 까지만 사용할 수 있으며 이 때 탑재 가스 량의 20 ~ 30%가 사용되지 않고 남는다. 반면 저온헬륨을 가열하지 않고 그대로 사용하는 경우 지상개발이 용이하며 배관이나 탱크 소재로부터 오히려 열이 유입되어 일정 정도 가열효과를 얻을 수 있으며 가압배관에서 차압을 최소화 할 수 있어 탱크 잔류 압력을 10atm 이하까지 줄일 수 있다. 이와 같이 탑재 헬륨 량 및 무게를 줄이기 위해 저온 헬륨을 가열하여 사용하지만 저온헬륨을 가열하지 않고 그대로 사용하는 경우와 가압시스템 전체의 무게를 비교해 볼 때 그 차이가 크지 않다. 본 논문에서는 두 가지 방식의 장단점을 분석해 보고 실제로 발사체 추진기관 설계에 저온 가압이 적용된 사례를 소개하고자 한다. As pressurization gas for propellant tanks of launch vehicle, heated helium is usually used. But this method of pressurization is difficult to develop through the ground test because it is difficult to simulate the heat exchanger of main engine. And the remaining pressure in the bottle will be around 20atm since the pressure loss through the pressurization pipeline is relatively high. So, approximately 20~30% of helium remains unused in the bottle. But if the cold helium is used as it is, the ground experimental development is quite simple and helium can be heated some rather by the heat in the pipe and tank material. And helium can be extracted from the bottles until the inner pressure of bottles goes down less than 10atm. So if we compare total masses of the two types of pressurization system, the difference between two types is not so much. In this paper the advantage and disadvantage of the two types of pressurization system are reviewed and several applications are presented.
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조규식,이정오,Lee, Chung-Oh 대한기계학회 1977 대한기계학회논문집 Vol.1 No.2
Major problems in the design and use of refief valve are (a) chattering because of instability, (b) excessive pressure differential which makes the valves crack far below maximum pressure diminishing useful flow in the system. In this study, A magnet-coupled relief valve is investigated theoretically and experimentally in order to improve the performance of a conventional direct type reliefvalve. A theory is developed to predict the performance, response, and stability of the magnet-coupled valve taking into account the delivery line response. In the experiment, a typical magnet-coupled relief valve is designed on the basis of the analytical results; the discharge rates are measured varying the supply pressure, and both the pressure-time curves and valve displacament-time curves are recorded providing the supply pressures greater than the setting pressure. The measured override characteristic curves are then compared with those of conventional pilot type and direct type releif valves. It is showm that the excessive pressure differential of a magnet-coupled relief valve becomes less than that of a conventional direct type valve. It is also shown that the most important chatacteristic of a magnet-coupled relief valve is to eliminate valve chattering due to instability regardless of the magnitude of setting pressures and discharge rates, which suggests wide applications of the idea of the use of a magnet in the design of hydraulic valves.
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1.2MW급 산업용 가스터빈 원심압축기 개발(1)- 공력설계해석 -
조규식,이헌석,손정락,Jo, Gyu-Sik,Lee, Heon-Seok,Son, Jeong-Rak 대한기계학회 1996 大韓機械學會論文集B Vol.20 No.8
The aerodynamic design of the two-stages of centrifugal compressors in an 1.2MW industrial gas turbine is completed with the application of numerical analyses. The final shape of an intake, the axial guide vanes and a return channel is determined using several interactions between design and two-dimensional turbulent flow analysis, focused on the minimum loss of internal flows. The one-dimensional turbulent flow analysis, focused on the minimum loss of internal flows. The one-dimensional design and prediction of aerodynamic performances for the compressors are performed by two different methods; one is a method with conventional loss models, and the other a method with the two-zone model. The combination methods of the Betzier curves generate three-dimensional geometric shapes of impeller blades which are to be checked with a careful change of aerodynamic blade loadings. The impeller design is finally completed by the applications of three-dimensional compressible turbulent flow solvers, and the effect of minor change of design of the second-stage channel diffuser is also studied. All the aerodynamic design results are soon to the verified by component performance tests of prototype centrifugal compressors.
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