음향화학 반응용 강력초음파 개발 (Development of a High-power Ultrasonic System for Sonochemistry Reaction)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 17권 / 6호 / 143 ~ 149페이지
· 저자명 : 이양래, 김현세, 백민혁

초록

강력초음파는 초음파 에너지를 이용하여 화학반응을 촉진시키거나 화학반응에 이용되며, 주로 믹싱, 반응촉진, 분산, 분해 등의 음향화학 분야에 적용된다. 본 연구는 음향화학(sonochemistry) 및 산업용 세정 등에 적용할 수 있는 1000 W급의 강력초음파 진동자를 개발하는 것으로서, BLT(Bolt-clamped langevin-type transducer)의 발열에 의한 압전소자의 특성저하 및 손상을 방지할 수 있도록 중공형 냉각구조로 BLT를 설계하였고, 도파봉(waveguide)은 음향화학 반응에 적합하도록 tubular type으로 설계를 하였다. 이러한 기초설계를 기반으로 BLT 단독 및 BLT와 도파봉이 결합된 진동자에 대한 유한요소해석을 수행하여 진동자의 정밀 설계치를 도출한 후, 25 kHz 1000 W급의 진동자를 제작하였으며, 공진특성과 음압분포를 측정하여 해석결과와 비교 분석하였다.

영어초록

High-power ultrasonic promotes a chemical reaction by its own energy, thus it has been used for sonochemistry applications. For example, it has been mostly used for mixing, reaction catalyst, dispersion and disintegration. High-power ultrasonic transducer is made with structure based on a Bolt-clamped Langevin type Transducer (BLT), But it has difficulty in the development because degradation of piezoelectric ceramic by the heat generation of BLT. In this study, for a development of the transducer of 25 kHz and 1000 W used in sonochemistry and industrial cleaning, BLT with a hole in its center and tubular type waveguide of the transducer were designed based on finite element method (FEM). The transducer was fabricated based on the design parameter, and the impedance characteristics are measured experimentally and compared with the numerical results.

참고자료

· 없음