용융 분사에 의한 구형 질산암모늄 입자 제조 연구
Study on formation of spherical ammonium nitrate particles by melt spray
- 주제(키워드) 구형 질산암모늄 입자
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 구기갑
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046773
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 연구에서는 용융분사에 의해 구형 질산암모늄 미립자(50 ∼ 600㎛)를 제조하였고 분사 압력(0.1 ∼ 0.4 MPa)과 온도(170 ∼ 190℃)에 따른 질산암모늄 입자의 평균 입경과 입도 분포 변화 및 용융 질산암모늄 액막의 분열 메커니즘을 분석하였다. 분사 압력을 증가시켰을 때, 액막과 공기간의 상호작용이 강해져 교란발생을 증폭됨으로써 작은 droplet이 형성되어 입자가 제조된다. 분사 온도를 증가시키면, 점도가 낮아짐으로써 액막이 ligament 및 droplet으로 분열이 쉽게 유도됨을 알 수 있었다. 즉, 본 연구에서도 분사 온도와 분사압력을 각각 190℃, 0.4MPa 설정하였을 때 평균 입경 78㎛의 구형 질산암모늄 입자를 얻을 수 있었다. X선 회절 분석 결과 용융 분사에 의해 제조된 질산암모늄 입자의 결정형은 Form IV이었다. Ford와 Furmidge 이론에 따르면 질산암모늄 용융물 액막의 분열은 sheet breakup 보다는 ligament breakup 메커니즘이 지배적으로 Dombrowski-Johns 이론에 의한 질산암모늄 입자의 평균 입경 예측 결과는 실제 제조된 질산암모늄 입자의 평균 입경과 10 ∼ 100㎛의 오차 범위에서 일치하였다.
more초록/요약
Spherical ammonium nitrate(AN) particles with average diameters of 50 ∼600㎛ were produced using a melt spray system designed in the present work. The effects of spray pressure and temperature on the size distribution and average diameter of AN particles were investigated at pressure of 0.1 ∼ 0.4 MPa and temperature of 170 ∼ 190℃. It was found that either increasing the spray pressure at a given temperature or increasing the temperature at a given pressure induced the disintegration of the front edge of the liquid sheet into fine droplets and, thus, slightly reduced the average diameter of AN particles. X-ray diffraction patterns confirmed all spherical AN particles to be form IV because of a rapid phase transition from form I to form IV without thermal history. Dombrowski and Johns’equation, which is applicable to highly viscous spray fluids, was found to be satisfactory for estimating the Sauter diameter of AN particles.
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