• 제목/요약/키워드: 단열변화 실험

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Development of Simulation for Vuilleumier Cycle Heat Pump (VM 사이클 히트펌프 설계프로그램의 개발)

  • 박병덕;이기우
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.10 no.2
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    • pp.105-113
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    • 2001
  • 지구환경문제와 에너지문제를 해소하는 한 방법으로서 Vuilleumier 사이클 기관(VM)을 이용한 공조기형 열구동형 히트펌프시스템(VMHP)이 각광을 받고 있다. VMHP의 제작에 있어서는 VM의 각 부분의 이론적 검토 및 최적설계를 위한 해석프로그램의 개발이 필수적이고 최적설계를 위한 설계 기본서의 도출 및 설계자료의 확보가 필요하다. VMHP의 상세한 성능해석이나 설계에 활용 가능한 성능해석프로그램을 개발하였다. 해석은 VM의 시스템의 각 부분을 11개 부분으로 나누어 단열모델해석으로 수행하였다. 열교환기에서의 열전달 성능과 재생기손실, 열전도손실, 셔틀손실, 유동에 의한 압력손실과 열압축측과 열펌프측 사이의 마찰손실, 피스턴실 및 로드실의 마찰손실을 고려한 해석을 수행하였다. 해석에 의한 계산치의 정확성을 본 해석결과를 이용하여 제작한 시험기에 의해 비교하였다. 계산치와 시험기에 의한 전체성능을 비교하였고 또한 각각의 손실에서 고유한 파라미터를 추출하여 그 파라미터의 변화에 따른 열손실 전체의 변화 정도를 파악하여 실험치와 계산치의 정상적인 비교로부터 성능해석의 정도를 비교하였다. 비교결과에 의해 난방능력은 8%, 냉방능력은 19%의 최대오차로서 본 해석결과가 VMHP의 설계를 위해 유용한 수단으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

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The Heat Transfer Performance of a Heat Pipe for Medium-temperature Solar Thermal Storage System (중온 태양열 축열조용 히트파이프의 열이송 성능)

  • Park, Min Kyu;Lee, Jung Ryun;Boo, Joon Hong
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.05a
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    • pp.69-69
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    • 2011
  • 태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.

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Evaluation of Setting Time in Cement Paste with Fly Ash Replacement Using Piezoelectric Sensors (압전센서를 이용한 플라이애시 치환 시멘트 페이스트의 응결 시점 평가)

  • Jun-Cheol Lee;Tae-Yong Go;Chang-Yong Yi
    • Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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    • v.12 no.2
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    • pp.162-168
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    • 2024
  • This study investigated the setting characteristics of cement paste with varying proportions of fly ash replacement using the electro-mechanical impedance (EMI) sensing technique. Cement paste samples were prepared with a water-to-binder ratio of 40 %, substituting fly ash for 10 %, 20 %, and 30 % of the cement weight. Piezoelectric (PZT) sensors were embedded in the center of each cement paste sample to continuously monitor the EMI signals. Vicat needle test and semi-adiabatic calorimetry test were conducted to validate the reliability of the EMI sensing technique in monitoring the setting of cement paste. Experimental results revealed notable changes in the magnitude and resonant frequency of the EMI resonant peaks during the setting time. It was confirmed that the setting times measured through the EMI sensing technique were correlated with those determined by the Vicat needle test and semi-adiabatic calorimetry test.

An Analysis on Punching Shear of Two-way Void Slab (이방향 중공슬래브-기둥 접합부 뚫림전단성능의 해석적 평가)

  • Lee, Yung Eun;Ryu, Jaeho;Ju, Young Kyu;Kim, Sang Dae
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.32-32
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    • 2011
  • 최근 국내외에서 친환경건축물에 관한 관심이 매우 높아짐으로 인해 콘크리트의 물량을 절감하여 이산화탄소량을 줄이는 중공슬래브는 다양한 형태로 세계적으로 개발이 되고 있는 추세이다. 특히 이방향 중공슬래브는 환경적인 측면에서 이방향 중공슬래브는 중공부 생성에 재생플라스틱을 활용하여 폐자원을 재사용하고, 콘크리트와 철근의 사용량 절감에 따른 화석에너지 및 이산화탄소 발생량을 감소한다는 장점이 있다. 또한 시스템 측면에서 이방향 중공슬래브는 기존의 철근콘크리트 플랫플레이트 바닥구조 시스템의 자중을 절감하여 구조체를 경량화 시키고, 이에 따라 장스팬 구현이 가능하며, 단열효과가 뛰어나다. 이와 같이 이방향 중공슬래브는 장점이 많지만 플랫플레이트 슬래브의 취약점인 뚫림전단 파괴에 주의해야 한다. 이에 본 연구에서는 선행으로 실시된 이방향 중공슬래브-기둥 접합부 뚫림전단 성능평가 실험을 바탕으로 하여 경량체가 이방향 중공슬래브-기둥 접합부 뚫림전단 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 경량체량 및 위치를 주요변수로 한 해석적인 변화를 검토하였다. 본 연구를 통해 경량체가 삽입된 이방향 중공슬래브의 뚫림전단 성능에 대해, 해석결과 경량체 량과 위치에 따라 최대 뚫림전단강도는 기준 실험체에 비해 74.3%, 73%의 강도저하를 나타내는 것으로 알 수 있었다. 이는 실험상의 강도저하 값인 84.1%, 56.4%와 다소 차이가 있으며, 해석에서 중공부 주위의 응력집중 현상이 제대로 반영되지 않은 것으로 판단된다. 또한 이방향 슬래브에 경량체를 삽입 할 경우 경량체가 시작하는 부분에서 응력이 급격히 감소하는 현상이 나타났으며, 이러한 급격한 응력감소는 기둥 주위 위험단면의 변화를 가져오는 것으로 추정된다. 즉, 위험단면의 변화는 기둥으로부터 경량체 사이의 거리에 따라 달라지며, 위험단면 내의 콘크리트 단면 손실은 뚫림전단 강도를 감소시킨다. 본 연구에서는 이방향 중공슬래브의 뚫림전단강도를 산정할 수 있는 근사식을 제안하였으며, 보다 정확한 이방향 중공슬래브의 뚫림전단강도의 산정식을 위해서는 위험단면의 변화와 콘크리트 단면손실로 인한 전단강도 저하의 관계에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

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A Study on the Effects of Variables in Temperature Distribution of Mass Concrete (매스 콘크리트의 온도분포에 영향을 주는 주요 변수에 관한 연구)

  • 정철헌;강석화;정한중;박칠림;오병환
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.6 no.5
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    • pp.203-212
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    • 1994
  • The setting and hardening of concrete is accompanied by nonlinear temperature distribution caused by developing heat of cement hydration. This leads to tensile stresses that may exceed the strength of the young concrete, and cracks occur. In this present study, the heat of hydration characteristics are obtained from a study in which insulated concrete cubes were tested. Based on test results, concrete heat of hydration characteristics according to unit weight cement and flyash replacement quantity are determined, then employed in a numerical temperature analysis that consider both environmental interaction and concreting phases. The numerical results are performed by ADINA - T. The analytical results are in good agreement with experimental data.

A Measurement of In-duct Ionomer's Absorption Coefficient Pattern according to A Change of ionic Nature (임피던스 관내의 이온기 변화에 따른 Ionomer 시편의 흡음패턴 측정)

  • Jang Soon Suck;Kim Joon Seop;Lee Je Hyeong;Park Jae Chull
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • autumn
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    • pp.297-300
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    • 2001
  • 기존의 고분자 자체를 그냥 쓰거나 (발포체 형태로 만들면 음파가 내부의 공기 층을 통과할 때 주위의 벽과 마찰이나 점성 저항에 의해 음파의 에너지의 일부가 고분자 매트릭스의 열에너지로 변화하여 고분자에 흡수된다) 유리섬유나 석면(광물면), 식물 섬유류를 넣어 복합재료로 만들어 기능성과 물리적인 성질(강도, 치수 안정성, 방염성, 내후성, 단열성 등)을 높여왔다. 하지만 고분자의 이온기에 변화에 따른 음향 특성의 변화에 따른 연구는 없었다. 본 논문에서는 고분자의 흡음 성질을 향상시키기 위해 이온기를 가지고 있는 고분자나 산 혹은 염기 작용기를 가진 고분자를 합성하고 또한 이들 고분자들을 블렌딩하여 이들의 음향학적 성질을 알아 보려한다. 흡음율을 측정하기 위한 방법으로는 2-마이크로폰법을 이용하고 임피던스 관내의 얇고 지름이 작은 시편 샘플들의 음향인자를 측정이 가능하도록 기존에 사용되고 있는 콘덴서 마이크로폰이 아닌 프로브 마이크로폰을 이용하였다. $\;^{(1)}$ 특별히 실험을 위해 제작된 아이오노머는 PS, P$(S-14.3-AZn^{2+})$, P$(S-14.5-SSNH_4)$, P(S-6.6-ITANa), P(S-8.95-ITANa) 등의 고분자를 블렌딩한 샘플을 이용하여 흡음 패턴을 측정하였다.

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The Treatment of Volatile Organic Compounds Using a Pilot-Scale Biofilter (Pilot 규모의 바이오필터를 이용한 휘발성유기화합물질 제거)

  • Son, Hyun-Keun
    • Journal of Environmental Health Sciences
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    • v.30 no.3
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    • pp.245-252
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    • 2004
  • Two biofilter tests were conducted under different operating conditions. Test # 1 was performed to treat VOCs generated from a paint booth. The second test was performed to treat VOCs generated from chemical manufacturing processes. The volume of biofilter media was 4.3 $m^3$. For the test # 1, the biofilter was operated for 30 days with 99.9% reduction ratio. Range of temperature of each stage of the biofilter media was measured between $34^{\circ}C$ and $73^{\circ}C$. All the temperatures of stages reduced gradually after the initial dramatic increase. For the test # 2, the biofilter experiment was conducted for 14 days. In this case, the biofilter was installed outdoor and the experiment was performed during wintertime. Therefore, temperature management for the biofilter was needed. Seven-centimeter thick fiberglass insulation and $150^{\circ}C$ steam heating were used to overcome the outside freezing cold weather during test # 2. Temperature of stage # 5 was measured the highest and that of stage # 1 was the lowest. More acclimation time and test period was needed to determine the maximum loading rate.

Effect of Introducing EG on Foamed Cellular Structure and Properties in the Foaming Process of Rigid PU (경질 PU발포공정에 있어서 EG의 첨가가 발포체의 구조와 물성에 미치는 영향)

  • Baek, Woon-Seon;Lee, Kee-Yoon
    • Polymer(Korea)
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    • v.25 no.4
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    • pp.528-535
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    • 2001
  • Polyurethane specimens were mainly composed of polyol, MDI, silicone surfactant, and water. The effects of ethylene glycol on the cell size, forming magnification, cream time, gel time, take free time, final free rising height, and reactive temperature were investigated. The cyclopentane was used for PU foam as a physical blowing agent. The components were hand-mixed at about 5000 rpm within 4 seconds at room temperature. The mixtures with various ethylene glycol contents were foamed in the wood mold. When the index of isocyanate was fixed, as the amount of ethylene glycol increased, cell size and thermal conductivity were decreased by about 5.1% and 14%, respectively.

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The Properties of Internal Temperature of Paste and Concrete according to Component Ratio Variation of Ternary System Cement (3성분계 시멘트의 구성비 변화에 따른 페이스트 및 콘크리트의 내부온도 특성)

  • Kim, Yeon-Seung;Kim, Dong-Hyeok;Jee, Nam-Yong
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.20 no.6
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    • pp.797-807
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    • 2008
  • For this study, the semi-adiabatic temperature rising test is accomplished by using ternary system cement (OPC, BFS, FA) reducing temperature crack. Two tests are conducted; one is for the paste test, and the other is for the concrete test. As the results of paste tests, using fly ash is better to reduce hydration temperature than doing blast furnace slag. In the case of the paste mixed ternary system cement, the more fly ash is mixed and the less blast furnace slag is used, the lower the temperature is. The less the mixture ratio of blast furnace slag is and the more the mixture ratio of fly ash is, the later the temperature rising velocity and descending velocity are. Besides, the temperature is lower if water/binder ratio is high. The use of ternary system cement has the retardation effect of temperature rising because the time to reach the maximum temperature is in the order of OPC100, binary system cement, and ternary system cement. From the test, the maximum temperature of concrete used ternary system cement is $8{\sim}11^{\circ}C$ lower than that of concrete used OPC100. Moreover, temperatures rising velocity and descending velocity of ternary system cement range $47{\sim}51%$ and $37{\sim}42%$ compared with OPC100. The specimen of concrete shows remarkable low internal temperature and slow temperature rising velocity and descending velocity compared with the specimen of paste because it is that temperature loss of concrete is much more than paste specimen according to aggregates.

Development of a Traffic Simulator for Evaluatiing the Traffic Management and Information System (교통관리 및 정보제공시스템 평가를 위한 모의실험모형에 관한 연구)

  • 정경옥
    • Proceedings of the KOR-KST Conference
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    • 2003.02a
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    • pp.3-18
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    • 2003
  • 본 논문은 ATMS와 ATIS에서 요구되는 교통관리 및 정보제공의 효과분석을 위해, 운전자의 주행 및 경로선택 의사결정과 교통제어에 대한 반응등 운전자 행태를 모의실험에 반영함으로써 교통시스템의 실시간 특성을 모사할 수 있는 모형을 구축하고 이를 기반으로 하는 미시적 교통 모의실험기를 개발하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구에서는 운전자, 차량, 교통망, 검지 및 신호시스템, 교통정보제공시스템 등을 교통시스템의 주요 구성요소로 설정하였으며 운전자 및 차량특성, 차두시간분포와 차량발생모형, 차량주행모형, 차로변경 및 간격수락모형, 경로선택모형을 주모의실험모형을 구성하는 부모형으로 결정하였다. 따라서 본 논문에서는 각각의 부모형들에 대한 최근의 연구결과들을 검토하고, 현실모사 능력과 함께 다른 부모형들과의 연계, 모의실험기의 구현상에서의 적합성 등을 고려하여 적정모형의 선정 및 수정, 새로운 부모형의 구축을 수행하였다. 구축된 부모형을 통합하여 교통모의실험기를 개발하였으며 구축된 모형의 타당성 및 적용성 검토를 위해 현장자료 및 가상자료를 이용한 검증을 수행하였다. 검증결과 모형의 목적인 교통제어 및 정보제공등의 시스템 대안의 평가에 이용 가능한 것으로 나타났다. 또한 본 논문의 연구결과는 교통제어 및 정보제공전략 대안의 평가뿐만 아니라 차량추종 및 차로변경 등의 미시적 교통모형 연구, 동적기종점 통행량 추정, 동적통행배정의 연구에도 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 본 논문의 연구모형은 현단계에서는 현실의 모사 및 분석을 위한 도구보다는 새로운 대안들간의 비교평가를 위한 도구로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 이에 따라 현실모사의 정확도를 확보하기 위한 검증 및 개선이 필요할 것이며, 각 부모형들에 대한 계속적인 연구와 새롭게 발표되는 연구결과를 수용한 지속적인 개발이 필요할 것이다.유기적인 연계에 있음을 밝히고 있다. 건설을 위한 정책적 시사점과 동북아 연구개발정보 Portal 및 APEC APGrid 연구망 등의 구체적인 정보인프라 구축방안을 도출하였다.술 주기를 도출하고, 산업 내 평균 권리 청구 항목 수를 이용하여 각 산업의 기술 범위를 비교하였다. 각각의 동적 분석을 통해 시간에 따른 변화 양상이 관찰하였고, ANOVA 분석을 이용하여 통계적 유의성을 검증하였다. 본 연구는 현재의 기술 패러다임 내에서 Pavitt이 제시한 산업 분류의 근거를 보충 설명하였고 특허 정보를 이용하여 기술혁신의 산업별 유형에 대한 폭넓은 분석방법을 제시하였다.별 시간대별 효과분석을 통하여 정책의 시행여부가 결정되어야 할 것이다. 한편, 화물전용차선의 설치로 인한 물류비용의 절감을 보다 효과적으로 달성하기 위해서는 종합류류 전산망의 시급한 구축과 함께 화물차의 적재율을 높이고 공차율을 낮출 수 있는 운송체계의 수립이 필요한 것으로 판단된다. 그라나 이러한 화물전용차선의 효과는 단기적인 치유책일 수밖에 없기 때문에 물류유통 시설의 확충을 위한 사회간접자본의 구축을 서둘러 시행하여야 할 것이다.으로 처리한 Machine oil, Phenthoate EC 및 Trichlorfon WP는 비교적 약효가 낮았다.>$^{\circ}$E/$\leq$30$^{\circ}$NW 단열군이 연구지역 내에서 지하수 유동성이 가장 높은 단열군으로 추정된다. 이러한 사실은 3개 시추공을 대상으로 실시한 시추공 내 물리검층과 정압주입시험에서도 확인된다.. It was resulted from increase of weight of single cocoon. "Manta"2.5ppm produced 22.2kg of cocoon. It is equal to 9%

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