• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권2호
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• pp.201-213
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• 2017

물이 포함된 원유는 oil separator 를 거쳐 물이 제거된다. 본 연구의 목적은 공기-물-기름 3상 혼합물에 대한 3차원 oil separator 의 분리성능을 예측하기 위하여 Eulerian 전산유체역학(CFD: computational fluid dynamics) 모델을 개발하는 것이다. 비압축성, 등온, 비정상상태 CFD 모델식은 공기상을 연속상으로, 물과 기름상을 분산상으로 정의하며, 운동량 보존식은 항력(drag force), 양력(lift force), 다공성매체 저항력을 포함한다. 또한, 난류현상으로 standard k-${\varepsilon}$ 모델이 이용된다. 물과 기름 출구압은 oil separator 의 액위를 결정하는 중요한 인자이며, 정상운전상태 액위 25 cm를 맞추기 위하여 측정압은 각각 6.3 kPa, 5.1 kPa으로 결정되었다. 시간에 따른 공기, 물, 기름의 부피분율의 변화를 조사하였고, 정상상태에 도달하였을 때, 물과 기름상의 침강속도를 oil separator의 종축 길이에 따라 분석하였다. 본 연구에서 제시된 CFD 모델로부터 얻은 oil separator의 기름분리성능은 99.85%이며, 실험값과 거의 일치하였다. 비교적 단순한이 CFD 모델은향후 oil separator의구조를 변경하거나, 최적운전조건을 찾기위하여 유용하게사용될수있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1045-1053
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• 2000

제초제로 사용되는 napropamide와 pendimethalin의 토양내 흡착 탈착특성을 파악하기 위하여 진탕시간, 유기물함량, pH, 온도 등을 변화시키면서 실험을 수행하였다. Sandy loam, silty clay, loam 토양에 대하여 napropamide 및 pendimethalin이 흡착 탈착 평형에 도달되기 위한 진탕시간은 각각 12시간 및 6시간으로 나타났다. 평형흡착 탈착에 도달되었을 때 각 토양에 대한 napropamide의 흡착율 및 탈착율은 각각 23.35%, 31.57%, 25.95% 및 18.42%, 13.42%, 15.89%, pendimethalin은 각각 59.61%, 77.26%, 64.02% 및 3.23%, 2.93%, 3.07%이었다. 등온흡착은 Langmuir식보다는 Freundlich식에 적합하였다. 유기물함량이 2.0% 이상에서의 흡착은 유기물의 영향을 받고, 그 이하에서는 점토의 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 유기물함량 0.95~7.45(%)의 범위에서 흡착계수($K_{fa}$) 및 탈착 계수($K_{fd}$)는 napropamide의 경우 1.17~2.50 및 5.33~34.06, pendimethalin은 4.74~16.08 및 24.25~134.00로 나타났다. 따라서 유기물은 농약과 흡착친화력이 높기 때문에 유기물함량이 증가하면 흡착율은 증가하고, 탈착율은 감소하는 경향을 나타내었다. Napropamide와 pendimethalin은 비이온성 농약이기 때문에 pH 변화로 인한 흡착 탈착경향은 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. 토양의 온도 변화에 따른 제초제의 흡착율은 온도가 낮을수록 증가하는 경향을 나타냈으며, 탈착율은 온도가 높을수록 증가하는 경향을 나타냈다. 이것은 실험에 사용된 제초제가 낮은 온도에서는 용해도가 낮지만, 높은 온도에서 용해도가 높기 때문이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권3호
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• pp.70-84
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• 2008

국산재의 여러 가지 응용물성을 매년 3수종씩, 3년에 걸쳐 조사하였다. 첫 수종으로 우리나라의 대표 수종인 소나무를 사용하였다. 매년 동일한 장치와 실험조건으로 실험하였기 때문에 모든 수종에 대한 결과를 상호 비교할 수 있다. 수분흡착성 실험은 목분을 이용하였으며, 가열처리조건에 따른 평형함수율과 흡착등온곡선을 구하였다. 열전도율과 열확산률은 열선열전도장치를, 전기의 부피저항률과 저항은 고전기저항계를 이용하여 측정하였다. 정목재와 판목재의 열적 전기적 특성차이가 관찰되었는데 이는 해부학적 차이에 의한 것으로 보인다. 음향측정시스템을 사용하여 동적탄성률, 내부마찰을 측정하였다. 본 논문의 결과들은 목재구조물 설계, 휴대용 목재수분계 보정, 비파괴검사 등에 필요한 기본 자료를 제공한다.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.283-289
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• 2021

석탄계 활성탄(CAC)에 의한 carbol fuchsin (CF) 염료의 흡착 특성을 pH, 초기농도, 온도 및 접촉시간을 흡착변수로 사용하여 조사하였다. CF는 수중에서 해리하여 양이온인 NH₂⁺를 가지게 되는데, 염기성 영역에서 음전하를 가진 활성탄의 표면과 정전기적 인력으로 결합하였으며 최적조건인 pH 11에서 96.6%를 흡착하였다. 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 사용하여 해석하였다. 실험결과는 Langmuir 식이 더 잘 맞았다. 따라서 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 활성탄 표면에서 단분자층으로 흡착된다고 예상되었다. 평가된 Langmuir의 무차원 분리계수 값들(R_L = 0.503~0.672)로부터 활성탄에 의해 CF를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 B_T = 4.397~6.281 kJ/mol과 E = 1.456~2.319 J/mol이었다. 따라서 흡착공정은 물리흡착(B_T < 20 J/mol, E < 8 kJ/mol)으로 나타났다. 흡착속도실험결과는 유사 2차 속도식에 더 잘 맞았다. CAC에 대한 CF 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자유에너지 변화의 음수값이 증가하였기 때문에 온도 증가와 함께 자발성도 높아지는 것으로 나타났다. 양수 값의 엔탈피 변화(12.747 kJ/mol)는 흡열반응임을 알려주었다.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.636-645
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• 2022

이 연구에서는 은행껍질기반 활성탄으로 음이온성 염료인 메틸오렌지(MO)의 흡착 특성을 조사하였다. 이를 위해 은행껍질과 대표적인 화학활성화제인 수산화칼륨(KOH)을 이용하여 서로 다른 기공 특성을 지닌 다공성 활성탄(GS-1, GS-2, GS-4)을 제조하였다. 제조한 활성탄의 구조적 특성값과 KOH 혼합비율과의 상관관계는 질소 흡/탈착등온선으로 조사하였다. 활성탄에 대한 MO 흡착 평형 실험은 서로 다른 pH (pH 3~11) 및 온도(298~318 K) 조건에서 실시하였으며 그 결과를 Langmuir, Freundlich, Sips 및 온도 의존 Sips식으로 살펴보았다. 그리고 Langmuir 무차원 분리계수값으로 제조한 활성탄의 MO 흡착처리공정의 타당성을 조사하였다. 흡착에너지분포함수(AED)로 비교 분석한 활성탄에 대한 MO의 불균일 흡착 특성은 온도와 활성탄의 구조적 특성과 밀접한 관련이 있었다. 서로 다른 온도에서 수행한 회분식 흡착 속도 실험 결과는 외부물질전달, 입자 내 확산 및 활성사이트의 흡착을 고려한 균일표면확산모델(HSDM)로 만족스럽게 설명할 수 있었다. 또한 표면확산계수값을 Arrhenius 플롯으로 나타내어 구한 활성화에너지와 흡착에너지분포 함수값과의 상관관계를 살펴보았다. 그리고 Biot 수를 이용하여 제조한 활성탄에 대한 MO의 흡착 공정 메커니즘을 평가하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권2호
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• pp.59-65
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• 2004

토양 중 인산과 아연의 상관관계는 이들 원소들이 농업환경에 밀접하게 관계를 가지고 있기 때문에 이들 원소에 대한 유용성 측정은 중요하다. 본 연구의 목적은 토양 인산과 아연의 상관관계를 유효량(Q) 가용량(I)의 등온 탈착식을 이용하여 측정 평가하는데 있다. 본 연구에서 사용된 토양은 물리 화학적 특성이 다른 토양으로, 산성토양인 Egan, 산성 사질 토양인 Egeland, 염기성 토양인 Glenham, 중성 토양인 Maddock 이다. 토양 중에 여러농도의 인산과 아연을 $KH_2PO_4$ and $ZnSO_4$ 용액을 사용하여 처리하고 포장용수량 조건에서 안정화 시킨 후 사용하였다. 아연의 처리는 다른 토양과 비교할 때 점토, 유기물 및 치환성 철을 많이 함유하고 있는 Egan 토양에서 인산의 유용성 변화에 영향을 주었다. 또한 토양 중 아연 처리 후 토양 토양수계의 pH가 토양 특성에 따라 다르게 나타났다. 즉, 산성 사질 토양인 Egeland 토양에서는 급격하게 낮아졌고, 염기성 Glenham 토양에서는 변화하지 않았으며, 점토와 미사의 함유량이 높은 산성 Egan 토양 또는 중성 Maddock 토양에서는 미세하게 감소하였다. 인산의 최고 유효량($Q_{max}$)과 최고 가용량($I_0$)은 아연의 처리 농도가 높아짐에 따라 모든 토양에서 증가하였으나, 이러한 증가는 대부분의 토양에서 인산의 완충력(|BPo|) 계수에 영향을 주지않았다. 다른 한편으로, 토양 중 인산 처리에 있어 아연의 유용성에 대한 영향은 다양하게 나타났다. 아연의 완충력($BC_{Zn}$)계수는 Egeland 토양, 즉 토양 pH, 점토량, 유기물 함량, 양이온치환용량, 및 치환성 철이 가장 낮게 함유된 토양에서 가장 낮게 나타났고, 염기성 Glenham 토양에서 가장 높게 나타났으며, $BC_{Zn}$ 계수는 202부터 4480까지 분포되었다. 인산 처리는 $BC_{Zn}$에 영향을 주었으며, $BC_{Zn}$계수는 주요 인자인 $H_2O$추출성 아연 함량(I)과 DTPA 추출성 아연 함량(Q) 중 I의 영향을 주로 받았고, Q와 I의 변화는 토양특성, 특히 토양 pH에 의존하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.351-373
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• 2019

인공위성이 관측한 해수면 높이 자료를 활용하여 울릉분지 일대에서 발생하는 냉수성 소용돌이들을 1993년부터 2015년까지 Winding-Angle 방법을 이용하여 탐지하고 분류하였다. 냉수성 소용돌이들 중에서 동한난류 사행의 첫 번째 골에서 형성되어 동쪽으로 흐르는 해류의 주경로로부터 남서쪽으로 떨어져 나온 독도 냉수성 소용돌이(Dokdo Cold Eddy, DCE)를 구분하였고, 그 이동 특성을 분석하였다. 또한 국립수산과학원(National Institute of Fisheries Science)이 관측한 수온과 염분 자료와 Hybrid Coordinate Ocean Model의 수치모의 결과를 이용하여 DCE 중심 근처에서 수온과 유속의 수직구조를 살펴보았다. DCE는 23년 동안 총 112개 발생하였고, 이 중 39개의 DCE가 서쪽으로 이동하여 한국 동해안 근처 연안에 도달하였으며, 평균 이동 거리는 250.9 km, 평균 수명은 93일, 평균 이동 속도는 3.5 cm/s였다. 나머지 73개의 DCE는 동쪽으로 이동하거나 생성된 위치 주변을 맴돌다가 소멸하였다. DCE 아래 50~100 m에서 수온(T)과 염분(S)이 주변보다 낮아(T < $5^{\circ}C$, S < 34.1) 등온선들과 등염선들이 돔(dome, 반구형으로 된 지붕 모양) 구조를 보였다. 또한 DCE의 중심에서 평균 38 km 떨어진 곳에서 10 cm/s 이상의 해류가 표층부터 수심 300 m까지 반시계방향으로 원을 그리며 흐른다. 동한난류가 이안하여 동쪽으로 흐르다가 울릉도 북쪽에서 울릉도를 끼고 시계방향으로 흘러서 사행을 시작하고, 울릉도 동쪽에 위치한 사행의 첫 번째 골이 남서쪽으로 깊이 파고들면, 해류사행의 마루와 마루가 연결되고 골 부분이 독립적으로 떨어져 나와 반시계방향 순환을 형성하면서 DCE가 생성된다. DCE가 서쪽으로 이동할 때 울릉 난수성 소용돌이(Ulleung Warm Eddy, UWE)의 가장자리를 따라 우회하여 시계방향으로 U 모양을 그리며 한국 동해안 쪽으로 이동한다. DCE가 연안 부근에 도달하면, 동한난류는 냉수성 소용돌이 보다 더 남쪽에서 이안하고, 냉수성 소용돌이의 가장자리를 따라 우회하여 북쪽으로 흐른다. 연안에서 독도 냉수성 소용돌이가 약화되고 약 30일 후에 소멸하면, 동한난류가 다시 한국 동해안을 따라 북쪽으로 흘러서 본래의 경로를 회복한다. DCE는 열과 염을 북쪽에서 남쪽으로 꾸준히 수송하고 울릉분지 남서쪽에 냉수해역 형성에 도움을 주며, 양의 상대와도를 가지고 와서 동한난류의 경로를 변경시키는 역할을 한다. 서쪽으로 이동하는 DCE 중에서 일부는 연안 냉수성 소용돌이와 병합되어 울릉분지 서쪽에 넓고 긴 냉수해역을 만들고 반시계 방향의 순환을 형성한다. 이와 같이 병합된 소용돌이는 북쪽에 UWE를 남쪽에 동한난류로부터 분리시킨다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-26
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• 2017

오염수로부터 자성분리가 가능하며, 방사성 세슘을 효율적으로 제거하기 위한 코발트 페로시아나이드(cobalt ferrocyanide, CoFC) 혹은 니켈 페로시아나이드(nickel ferrocyanide, NiFC)가 도입된 자성입자 흡착제를 제조하였다. $Fe_3O_4$ 나노입자는 공침법을 이용해 제조하였고, $Co^{2+}$와 $Ni^{2+}$ 이온을 입자 표면에 도입시키기 위해 금속이온과 금속 배위결합(metalcoordination)을 하는 카르복실기를 포함한 숙신산(succinic acid, SA)을 자성나노입자(magnetic nanoparticles, MNPs) 표면에 코팅하였다. CoFC와 NiFC는 자성나노입자 표면에 도입된 $Co^{2+}$ 혹은 $Ni^{2+}$ 이온이 hexacynoferrate와 결합하여 형성된다. 제조된 CoFC-MNPs 그리고 NiFC-MNPs는 각각 $43.2emu{\cdot}g^{-1}$, $47.7emu{\cdot}g^{-1}$의 우수한 포화자화 값을 보여주었다. X-선 회절분석(XRD), 퓨리에 변환 적외선 분광분석(FT-IR), 나노입자 입도 분석기(DLS), 투과전자현미경(TEM) 등의 분석을 통해 흡착제의 물성을 파악하고, 세슘에 대한 흡착 성능을 알아보았다. 흡착실험을 평가하기 위해 Langmuir/Freundlich 등온흡착식을 이용해 실험 결과 값을 곡선맞춤 하였고, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 최대흡착량($q_m$)은 각각 $15.63mg{\cdot}g^{-1}$, $12.11mg{\cdot}g^{-1}$이다. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs는 방사성 세슘에 대해서도 최저 99.09%의 제거율을 가지며, 경쟁이온의 존재에도 방사성 세슘만을 선택적으로 흡착한다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권5호
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• pp.435-444
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• 2001

동해 연안에서 장기간 관측한 일일 수온과 바람자료간 상관분석과 NOAA 위성의 영상표면수온자료를 이용하여 하계 동해연안 냉수대의 시공간적 변동특성을 구명하였다. 울릉도 연안수은의 계절변화는 동해 인접 연안수온의 변동과 무관하게 생각되나, 하계 동해연안에 나타난 냉수대가 외해역으로 확장되어 울룽도 연안수온에 영향을 미칠 수도 있는 특이한 해양현상을 NOAA 위성 측정 수온과 현장 연안수온 변화로 알게 되었다. 하계 냉수대 발생시 동해연안과 울릉도간 해역에 평년보다 강한 수온약층이 형성되고, 강한 남풍계열의 바람이 지속적으로 이 해역에 영향을 미칠 때 이와 같은 현상이 발생될 수 있을 것으로 추정된다. 하계 동해연안에 나타난 냉수대는 지금까지 주로 연구된 기장-울기-감포연안 뿐만 아니라 동해 남부연안에서 북부연안까지인 서이말, 기장, 울기, 감포, 포항, 영덕, 죽변, 주문진, 속초연안에서도 출현빈도가 높게 나타난다. 동해연안에서 냉수대 출현, 소멸과 관련하여 연안역간 수온변동의 상관성은 동해 북부의 경우 매우 인접한 연안역간에 높은 관계성을, 동해 중부의 경우 비교적 넓은 공간의 연안역에 걸쳐 높은 상관 (상관계수 0.5 이상)을 가졌다. 동해남부의 경우, 거제도의 서이말 연안부터 포항일대까지의 연안역간에도 상관성이 비교적 높게 나타났는데 (상관계수 0.5 이상), 냉수대 발생시 동해남부 남단에 위치한 거제도의 서이말 연안수온은 인접한 부산과 기장 연안 수온의 변동관계성보다 약 120km 떨어져 있는 울기 연안의 수온 변동과 높은 상관성 (상관계수 0.7)을 보이는 원거리 연결(teleconnection)현상을 발견할 수 있었다. 지금까지 하계의 풍향, 풍속 등의 조건이 중층의 냉수를 용승 시켜 연안의 표면에 냉수출현을 가져다주며 냉수대의 출현 빈도와 강세 등 시공간적 변동양상을 결정하는 것 같은 다수의 연구 결과가 있으나, 가장 주된 냉수대 출현의 요인은 전체 해양 수괴가 평년에 비해 뚜렷한 저수온 현상을 보이는 해황 조건이라고 사료된다. 또한 $1^{\circ}C,\;10^{\circ}C$ 등의 등온선 분포수심이 외해역의 깊은 수심에서 연안역의 얕은 표면까지 급경사로 올라오는 기울기의 정도에도 밀접한 관계가 있다고 사료된다. 바람의 방향과 세기는 상기의 조건을 만족하는 해황에서 다만 부수적인 냉수대 출현, 변동의 요인이 될 수 있겠다. 향후 하계 동해연안 냉수변동과 밀접한 관련성을 갖는 동해 해황의 뚜렷한 저수온 현상 원인 규명을 위해서는, 동해 전해역에 걸친 광역 및 장기적 수온변동의 기작 구명과 변동주기의 정량화에 대한 연구가 수행되어야 하겠다.

• 폴리머
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• 제29권6호
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• pp.605-612
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• 2005

폴리올레핀계 공중합체 수지인 polypropylene-polyethylene-(1-butene) 미발포 수지에 부탄 가스를 물리적 발포제로 이용하여 단열 팽창시킨 발포체의 등온 결정화 거동을 DSC(differential scanning calorimeter)와 편광 현미경을 이용하여 고찰하였으며, 얻어진 결과는 Avrami 식을 이용하여 해석하였다. 발포체의 결정화 반감 시간이 미발포체의 결정화 반감 시간보다 짧고 핵 생성 속도 증가에 따른 nucleation density증가 및 구정 성장 속도가 더 빠름이 발견되었는데, 이는 가공 공정 중의 분자량 감소보다는 단열 팽창 과정에서 진행되는 연신 배향 결정화에 의해 결정화 속도가 증가하였기 때문인 것으로 사료된다. 또한, 단열 구조 발포체는 직경 30 $\mu$m 이하의 균일한 closed cell 형태를 나타내고 있음을 SEM 을 이용하여 관찰하였고, 발포체의 물성은 미발포체에 비해 단열성이 크기 때문에 열전도도가 감소하였고 압축강도는 발포비가 증가할수록 감소하는 것을 알 수 있었다.