석사학위 논문 (2006년 2월 숭실대학교 대학원 기계공학과 임 성 근, 지도교수 김 진 오)
유수식 초음파 세정기의 성능에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Performance of a Shower-Type Ultrasonic Cleaner
[국문초록]
본 연구에서는 1.6 MHz의 주파수 대역을 이용한 유수식 초음파 세정기를 대상으로 유량, 측정 거리, 발진부 출력, 노즐 형상, 변환기의 전극 패턴을 변화시켜 그 음압 분포를 실험적으로 측정하고, 농약 제거능력 실험을 통해 실제적인 세정력을 검증하였다.
이때 일반적인 1구 오리피스 노즐과 세정 면적을 확대시킨 5구 노즐을 적용하여 성능을 비교하였으며, PZT형 세라믹 디스크 변환기의 전극 패턴을 원형 패턴과 클로바형 패턴을 적용하여 에너지 분산 효과 및 에너지 전달 효율을 측정 비교하였다. 또한 오이를 대상으로 수화제 농약인 프로시미돈(Procymidone)을 인공 침지 오염시켜 농약 제거능력 실험을 실시하였다.
원형 패턴 변환기를 적용한 경우, 1구 오리피스 노즐이 5구 노즐에 비해 음압의 강도, 유효 음압 전달거리가 높은 반면, 음압이 중심부에만 측정되어 상대적으로 세정면적이 협소한 단점이 있었다. 또한 5구 노즐을 대상으로 변환기 패턴을 변화시켜 실험한 결과, 클로바형 패턴이 원형 패턴에 비해 에너지의 강도, 전달 거리, 분산 효과 등이 우수한 것으로 확인되었다.
농약 세정능력 실험 결과, 동일 조건에서 초음파를 인가한 경우, 초음파를 인가하지 않은 경우에 비해 9 %에서 50 % 가량 우수한 세정력을 보이며, 초음파를 인가한 경우, 유량 변화와 상관없이 비교적 일정한 세정력이 유지되는 것으로 확인되었다. 또한, 거리별 비교 실험 결과 초음파를 인가한 경우, 초음파를 인가하지 않은 경우에 비해 실험한 전체 구간에서 세정력이 우수한 경향을 나타냈다.
[목 차]
1. 서 론
2. 초음파 세정의 원리
2.1 수조식 초음파 세정
2.2 유수식 초음파 세정
2.3 세정 방식 비교
3. 실험 장치 및 연구 방법
3.1 실험 장치
3.2 연구 방법
4. 실험 결과
4.1 음압 측정 실험
4.2 농약 세정력 평가 실험
5. 결 론