다공성 매질의 투과성 계수와 유체 거동에 대한 연구
Study on permeability coefficient and fluid behavior of porous materials
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초록
항공우주분야, 자동차 제조 및 조선 해양 쪽에서는 복합재를 적용하기 위해 다양한 제조 공정을 활용하고 있다. 복합재료에서는 투과성 계수가 함침성을 평가하는 중요한 요소이나 다공성 매질의 구조의 복잡성으로 인해 투과성 계수를 단순 변수로 이끌어 내는 데는 어려움을 보이고 있다. 본 연구에서는 RTM 공법을 바탕으로 방향성이 없는 다공성매질인 유리솜 (glass wool)을 프리폼 (preform)으로 하여 투과성 계수를 측정하였다. 투과성 계수 측정에서는 유체의 종류, 주입 압력, 프리폼 (preform) 매질의 밀도 변화 등 조건을 주어 관련 변수의 연관성을 분석하였다. 그 결과 주입 압력값이 증가와 프리폼 (preform)의 밀도의 감소에 따라 투과성 계수는 증가하는 양상을 보였다. 이는 내부를 통과하는 유체의 유효 유동 (effective flow passage)의 변화와 관련성이 있었고 이는 프리폼 (preform) 내부 구조의 변화에 기인된다는것을 알 수 있었다.
Abstract
In the aerospace, automotive and shipbuilding and offshore industries, a variety of manufacturing processes regaring composites are mainly used. The ability of impregnability is important to evaluate composite material because the composite manufacture is closely related with flow behavior in porous media. However, it is difficult to obtain the permeability with simple way due to complexity of the structure of the porous medium. In this study, permeability coefficient was measured by using glass wool, a non - oriented porous medium, as a preform by Resin transfer molding (RTM) method. In the measurement of the permeability coefficient, the relationship of the variables was analyzed under the conditions such as the kind of the fluid, the injection pressure, and the density of the preform. As a result, the permeability coefficient increases as the injection pressure increases and as the density of the preform decreases. This is due to the effective flow path change which is influenced with flow in porous media.
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