• 제목/요약/키워드: 모세관현상

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모세관 현상에 의한 토양 환경에서의 지하수 거동에 관한 연구 (Studies on the Mobility of Groundwater in Soil Environment by Capillary Rise Observation)

  • 최수아;최은진;김동수
    • 한국물환경학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.115-119
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    • 2011
  • The mobility of groundwater in the soil environment has an important role in the soil environment and absorption of plant. Therefore, studies on the mobility of groundwater considering the physical and chemical properties of soil is very important. In this study, movement of water due to change in soil particle size were observed by capillary rise. The height of the capillaries was measured according to capillary diameter, temperature and solution concentration. The inner diameter of each capillary itself is 0.012, 0.016, 0.024, 0.027 cm, and experiments were performed at $22^{\circ}C$. As a result, the height of the capillaries decreased with increasing capillary diameter, and the solution temperature but increased with increasing concentration. Changes in the height of the capillaries are interpreted to related with surface tension by the Young-Laplace equation. Also on the mobility of groundwater, the increase of water and soil temperatures can be significant factors caused by ion strength and global warming as well as pores in the soil particles. The results of this study is considered to provide the basic data on the behavior of groundwater in the soil environment.

산화 그래핀 맴브레인의 물투과 속도와 차압 조건 간 상관관계에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of Water Penetration Rate Via Graphene Oxide Membrane According to Driven Pressure Difference)

  • 김지민
    • 한국기계기술학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.858-864
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    • 2018
  • Graphene oxide (GO) laminate is a new promising material for water purification system, which has extraordinary permeability only for water molecule. It consists of numerous nano-channels, in which water molecules could be nano-confined, resulting in slip of the molecules for very fast transportation speed. In this study, water penetration rate via different thickness of GO membrane according to driven pressures are measured experimentally, so that speed of water molecules and permeability are evaluated. Generally, water penetration rate via a membrane with macroscopic-sized channel increases linearly with pressure difference between up and bottom side of the membrane, but that via GO membrane approaches asymptotic value (i.e. saturation) as like a log function. Moreover, the permeability of GO membrane was observed in inverse proportion to its thickness. Based on the experimental observations, a correlation for volume flux via GO membrane was suggested with respect to its thickness and external pressure difference.

콘택트렌즈 운동의 기초 (Fundamentals of Contact Lens Movement)

  • 김대수
    • 한국안광학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.5-13
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    • 2008
  • 목적: 각막 부착 콘택트렌즈에는 어떠한 힘이 작용하며 또한 이 힘에 따른 렌즈의 운동을 알아보고자 본 해설을 작성하였다. 방법: 렌즈 아래 눈물층에는 모세관작용에 따른 힘이 발생하고 렌즈 회전에 따른 눈물층 간격변화에 기인하는 복원력이 발생한다. 눈깜빡임에 따라 콘택트렌즈는 눈꺼풀-렌즈 사이 마찰력과 눈꺼풀의 가속도에 의한 힘, 눈물층의 복원력 및 점성저항력에 의해 운동(움직임)이 결정된다. 눈깜빡임 도중/후 매순간 렌즈의 위치를 예측할 수 있는 미분방정식과 그 수치계산 프로그램 모델을 수립하였다. 이 컴퓨터 모델을 사용하여 눈깜빡임 주기, 렌즈의 BC, 눈꺼풀 압력 변화에 따른 매 순간 렌즈 위치를 예측할 수 있었다. 결과: 눈깜빡임 주기가 길수록, 눈꺼풀 압력이 클수록 눈꺼풀에 의한 마찰력 영향이 커져 렌즈 움직임이 커지며 BC가 증가할수록 눈물층 간격이 증가하여 점성저항력이 감소하며 따라서 렌즈 움직임이 커지는 것을 알 수 있었다. 눈깜빡임 후 렌즈는 눈물층 간격 변화에 따른 복원력과 눈물층의 점성저항력에 의해 진폭이 감소하는 진동을 하면서 평형위치로 복귀하게 된다. 이 경우 BC가 증가할수록 저항력이 감소하여 평형 위치로의 접근이 빨라진다. 결론: 콘택트렌즈의 움직임은 렌즈-각막 사이 눈물층의 물성 및 형상과 아울러 눈깜빡임에 의해 지배된다.

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새만금 해안간척지의 토양염분 차단재료와 차단위치별 토양염분 경시적 변화 (The Change of Longitudinal Salt Movement in the Soil according to the Materials and Place of Salt Movement Prevent at Saemangum Reclaimed Land from the Sea)

  • 김주성;김도균;이임균;이재헌;이영상;채정석;박석곤
    • 한국조경학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.117-126
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    • 2017
  • 간척지 갯벌지반 식재 수목에 생장 저해하는 토양염분의 이동을 차단하는 염분차단재, 염분차단 위치 및 염분차단 두께에 따른 토양염분의 경시적 변화에 대하여 조사 분석하였다. 7가지의 토양염분이동 차단재료, 3가지의 차단두께 유형 그리고 토양염분이동차단 3가지 유형별로 염분의 변화가 다르게 나타났다. 갯벌지반은 초기에 토양염분이 높았으나, 점차 낮아졌다. 식생토인 객토는 초기에 토양염분이 낮았지만, 토양염분이동 무차단구에서는 점차적으로 토양염분이 높아졌고, 토양염분이동 차단구에서 전면차단구는 토양염분의 변화가 크지 않지만, 토양염분이동 벽면차단이나 밑바닥 차단만한 곳에서는 토양염분이 높아졌다. 토양염분은 강우시에는 토양염분이 낮아지나, 가뭄기에나 겨울철에는 토양염분이 높아지는 현상이 있었다. 토양염분이동 차단재료별 토양염분이동 차단능은 쇄석, 준설토, 목질칩이 다른 재료들 보다 우수하였다. 토양염분이동 차단벽은 최소한 20cm 이상 되어야 효과가 있는 것으로 나타났다.

점적 양액공급에 있어서 모세관 현상의 이용 (Pratical Use of Capillarity in Nutrient Solution Trickle Supply)

  • 장전익;김우일
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 1998년도 정기총회 및 학술논문 발표요지
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    • pp.122-127
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    • 1998
  • (1) 급액천의 규격별 양액공급량 $\bigcirc$ 합섬(비스코스+레이온) : 시간당 소(12.6ml), 중(21.2ml), 대(57.5ml)의 순으로 유입되었으며 중과 대의 급액천의 유입은 거의 같아 급액천의 규격간에 공급량은 비례하지 않았다. $\bigcirc$ 합섬(폴리에스텔) : 소(4.3ml), 중(20ml), 대(57.5ml)순으로 양액이 유출되었으며, $\bigcirc$ 합섬(인견) : 소(2.9ml), 중(23.7ml), 대(32.3ml)순으로 유입되었으나 소(급액천)의 유출량은 적어 급액천 재질로서 부적합하다고 생각되었으며, $\bigcirc$ 실(cotton) : 소(0.2ml), 중(3.0ml), 대(2.7ml)순으로 규격간에 유입은 차이가 없었으며 전체적으로 유출이 적어 급액천으로서는 부적합하였다. (2) 배지의 규격(종류)별 양액의 유입량 $\bigcirc$ 송이(Ф6.0mm~12.0mm이상) : 배지의 입자가 굵은 배지일수록 급액초기 1~2시간이 유입이 급격히 증가하였으나 시간이 경과할수록 일정한 량을 보였으며 유입량은 다른 배지에 비하여 많았고 급액천의 규격이 클수록 유입되는 량이 많았으나 시간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였다. $\bigcirc$ 송이(Ф1~5mm) : 합섬A(비스코스+레이온)과 합섬B(폴리에스텔)에서는 시간당 15.0~50.1ml가 유입되었으나 합섬C(인견)과 실에서는 시간당 10ml이하로 토출량이 적었다. $\bigcirc$ 송이(Ф1~12mm) : 합섬A와 합섬B 급액천에서는 17.0~53.8ml가 유입되었으나 합섬C와 실에서는 시간당 평균 4.0~21.2ml가 흘러나와 배지의 공극이 일정하지 않아 시간당 통과하는 양이 일정하지 않았다고 생각되었다. $\bigcirc$ 펄라이트 : 합섬A(비스코스+레이온)급액천의 유입은 소(1$\times$60cm)에서 21.8ml, 중(2$\times$60cm) 33.5ml, 대(3$\times$60cm) 43.4ml가 통과되었고 합섬(폴리에스텔)에서는 19.0~30.7ml로서 급액천의 규격에 따라 통과되는 차이가 있었다. 배지가 규격화되어 있어 급액천의 규격별로 일정하게 유입되었으며 급액천의 재질이 유입에 영향을 미친 것으로 사료되었다. (2) 급액관과 베드상과의 높이에 따른 유출양 : 급액과 베드상과의 낙차가 클수록 유출이 증가함을 알수 있었으나 합섬C(인견)실험구에서는 낙차가 유출에 영향을 미치지 않았다. (4) 급액된 양액의 EC 및 pH조사 : 급액된 양액의 EC 및 pH에 전혀 변화가 없어 재배 적응에 문제가 없을것으로 사료되었다.

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정제유지류 및 팽창성 인공 기포 조합이 고로슬래그 다량치환 콘크리트의 내구성 및 미시적 특성에 미치는 영향 (Effect of Emulsified Refine Cooking Oil and Expandable Microsphere on Durability of High-Volume Blast Furnace Slag Concrete)

  • 한민철;한동엽;이명호
    • 한국건축시공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.201-207
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    • 2015
  • 본 연구에서는 고로슬래그 다량치환 콘크리트의 탄산화 저항성 및 내동해성 향상을 위하여 팽창성 인공 기포인 Expancel과 ERCO를 조합 사용하고 그에 따른 일련의 실험을 진행하고자 한다. 연구결과에 따르면 ERCO 치환에 따라 비누화반응에 의한 모세관공극 충전효과로 탄산화 저항성이 향상되었으며, 이 때 문제점으로 지적된 내동해성 저하현상을 개선하기 위하여 Expancel을 사용하였는데, Expancel 치환율이 증가함에 따라 내동해성이 대폭 개선되는 것으로 나타났다. 이는 Expancel이 외부압력에 의해 선택적으로 체적축소현상과 기포간격계수의 감소에 기인한 결과로 판단된다.

종이 기반 전기화학 센서의 연구 동향 (A Review on Paper-based Electrochemical Sensors)

  • 서민지
    • 전기화학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-7
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    • 2024
  • 신체에 부착하는 웨어러블(wearable) 센서 및 현장 진단 검사(point-of-care testing)가 용이한 센서의 필요성이 부각되면서, 종이를 기반으로 하는 센서들이 활발히 연구되어왔다. 종이는 매우 저렴하면서도 가볍고 유연할 뿐만 아니라, 표면에 카본과 같은 전도성 물질 및 왁스와 같은 소수성 물질을 입히기 쉽다. 또한, 종이를 이루는 셀룰로오스 섬유에 의한 모세관 현상으로 외부 힘 없이 용액의 흐름을 유도할 수 있어 웨어러블 전기화학 센서의 플랫폼으로 특히 주목받고 있다. 이에 따라, 다양한 분석 물질들을 전기화학적인 방법으로 검출하는 종이 기반 센서들이 활발히 개발되어 왔다. 특히, 분석 물질에 따른 전류 값 이외에도, 전기화학 발광현상(electrochemiluminescence) 혹은 전기 변색 물질(electrochromic material)을 도입하여 시각적으로 데이터를 나타내는 센서들도 보고되어 왔다. 이 논문에서는 종이 기반 전기화학 센서들의 제작법 및 다양한 활용 전략을 사례 중심으로 소개하였다.

비증착 방법에 의한 사용후 핵연료의 EPMA 분석

  • 정양홍;송웅섭;김도식;김희문
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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    • pp.353-354
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    • 2004
  • 사용후 핵연료의 조성을 분석하거나 또는 반사전자상과 2차 전자상 등으로 시료를 관찰하기 위해서는 핫셀(Hot cell)에 증착기(coater)를 설치하여 시료표면을 전도성 물질인 탄소 등으로 증착시켜야 한다. 그러나 원격조정기를(manipulator)를 이용하여 수행되는 핫셀에서의 증착작업은 사용후 핵연료 시험의 선진분석기술을 갖고 있는 원자력 선진국에서도 핫셀내에 설치되어 있는 증착기의 탄소봉을 교체하는 작업과 진공장치의 성능 유지가 까다로워 시료표면에 균질하게 전도성 물질을 증착시키는 작업에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 통상적으로 이용되는 증착기를 사용하지 않고 Silver Paint를 사용하여 사용후 핵연료를 분석할 수 있는 새로운 방법에 대한 연구를 수행하였다. 산화물 핵연료는 전기전도도가 매우 낮아($3{\times}10^{-1}~4{\times}10^{-8}/ohm{\cdot}cm$)입사된 전자의 이동이 원활하지 못해 일어나는 들뜸(Charging)현상이 발생한다. 그러나 Silver Paint 에 사용후 핵연료를 접착하면 모세관(capillary)현상에 의해 시료 주위와 핵연료의 결정립계로 Silver가 스며들어 입사된 전자의 이동이 원활해져 전도성이 극히 낮은 시료의 분석이 가능하게 된다. 본 시험에 사용된 EPMA는 (Electron Probe Micro Analyzer, SX-50R, CAMECA, Paris, France) 고 방사능을 띤 조사 핵연료의 시험을 수행할 수 있도록 기기의 적절한 부위에 납과 텅스텐으로 차폐되어 시편의 방사능 세기가 $3{\times}10^{10}Bq$까지 시험 가능한 기기이다. 그림 1은 JAERI 에 설치 운영중인 증착기 설비 사진이다. 그림에서 핫셀에 설치된 증착기의 진공을 유지하기 위해 핫셀 벽을 관통하여 증착기 본체까지 연결된 배출관의 형상과 복잡한 주변장치들을 볼 수 있다. 그림 2는 비조사 핵연료 시편을 Silver Pain떼 접착한 사진이다. 그림은 시료주위와 시료 표면까지 Silver Paint가 도포된 모습을 보여주고 있다. 상용발전소에서 연소도가 50,000 Mwd/tU인 사용후 핵연료를 상기와 같은 방법으로 만든 시편의 표면을 관찰한 사진을 그림 3~8에 나타내었다. 그림 3은 핵연료 중앙부위의 결정립을 나타낸 그림이다. Silver Paint만으로 접착한 시료의 표면관찰 및 정량분석이 그림에서 보듯이 가능함을 확인하였다. 그림 4는 사용후 핵연료시료를 중앙부위에서 가장자리까지를 다섯 부위로 나누어 그 중 중앙부위(1/5) 지점의 입계 및 형상을 관찰한 사진이다. 결정립의 크기가 다른 부위보다 상대적으로 크고, 결정립에 생성된 기공이 발달되어 있음을 볼 수 있다. 그림 5와 6과 7은 중심부위와 rim부위 사이 지점을 관찰한 사진으로서 결정립과 기공의 분포가 비슷한 형상을 나타내고 있음을 관찰할 수 있었다. 그림 8은 rim 부위 사진으로 전형적인 rim 영역 현상을 관찰할 수 있었다. 표 1은 그림 2와 같이 비조사 산화물 핵연료를 Silver Paint로 접착한 시편을 정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.

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식품보장(食品保藏)과 수분활성(水分活性)에 관(關)한 연구(硏究) - 제 2 보 : 말쥐치육(肉)의 건조기구(乾操機構)와 수분활성(水分活性) - (Studies on Food Preservation by Controlling Water Activity - II. Dehydration Mechanism and Water Activity of Filefish Muscle -)

  • 한봉호;최수일;이종갑;배태진;박호구
    • 한국식품과학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.342-349
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    • 1982
  • 송풍식건조과정(送風式乾燥過程) 중의 말쥐치육의 건조기구(乾操機構)와 수분활성(水分活性)과의 관계를 검토하기 위하여 $47.5^{\circ}C$에서 풍속과 공기의 상대습도를 달리하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 전체 건조과정은 정속건조기(定速乾燥期)와 감속건조기(減速乾燥期)로 구분되었다. 정속건조기(定速乾燥期)는 건조표면(乾燥表面)이 수분활성(水分活性) 1.0을 유지하는한 계속되었으며, 온도와 상대습도가 일정할 때 정속건조속도(定速乾燥速度)는 공기의 속도(速度)의 제곱근에 비례하였다. 감속건조기(減速乾燥期)는 건조기구(乾操機構)가 서로 다른 제(第)1 및 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)로 구분되었다. 제(第)1감속건조기(減速乾燥期)는 모세관 응축수의 건조표면(乾燥表面)으로의 이동이 불충분한 불포화표면건조기(不飽和表面乾燥期)였으며, 이 때의 건조속도(乾燥速度)는 공기의 온도가 일정할 때 상대습도에 크게 좌우되었다. 제(第)1감속건조기(減速乾燥期)와 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)의 변환점에서 표면경화현상(表面硬化現象)이 시작되었다. 상대습도의 변화에 따라 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)가 시작될 때의 수분활성(水分活性)과 수분함량(水分含量)은 각각 다른 값을 나타내었다. 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)는 다시 건조기구(乾操機構)를 달리하는 두 개의 건조기(乾燥期)로 구분되었다. 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)의 1단계는 말쥐치육 내부의 모세관 응축수가 건조표면(乾燥表面)으로 확산, 증발하여 건조가 진행되었으며, 이때의 수분의 확산계수는 $47.5^{\circ}C$에서 $2.89{\cdot}10^{-10}m^2/sec$였다. 표면경화현상(表面硬化現象)은 말쥐치육의 수분활성(水分活性)이 0.7에 이를때까지 계속되었다. 제(第)2감속건조기(減速乾燥期)의 2단계는 수분활성(水分活性) 0.45에서 시작되었다. 이 때의 건조는 말쥐치육 내부에 다분자층(多分子層)으로 흡착(吸着)한 결합수의 건조표면(乾燥表面)으로의 확산, 증발에 의하여 진행되었다. 흡착수분(吸着水分)의 분자층(分子層)의 수는 4였으며, $47.5^{\circ}C$에서의 확산계수는 $4.38{\cdot}10^{-11}m^2/sec$였다.

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정밀여과 모세관 막을 이용한 벤토나이트 콜로이드 현탁액의 투과유속 감소특성 (Characteristics of Flux Decline in Microfiltration Capillary Membrane of Bentonite Colloidal Suspensions)

  • 남석태;한명진
    • 멤브레인
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    • 제15권1호
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    • pp.52-61
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    • 2005
  • 폴리에틸렌 정밀여과 모세관막을 이용한 벤토나이트 콜로이드 현탁액의 투과유속 감소특성을 검토하였다. 운전시간이 경과하면서 투과유속이 감소되는 원인은 막표면 위에서 케익층의 성장과 입자들에 의한 세공막힘 때문이었으며, 운전시간이 경과하여 정상상태에 도달하면 투과유속은 케익여과 모델에 의해 지배받는다. 운전압력이 높은 경우의 투과유속 감소는 세공막힘과 케익층이 치밀해졌기 때문이다. 운전압력이 증가함에 따라 J/J₁는 감소하였으며, 0.5 kg/sub f//㎠일 때의 45%, 2.0 kg/sub f//㎠일 때 38%로 감소하였다. 운전압력 0.5 kg/sub f//㎠에서 총 막오염에 대한 성분오염의 비율은 표준세공막힘 14.6%, 완전세공막힘 23.4% 그리고 케익여과 62.0% 이었다. 순환흐름속도의 증가로 인해 투과유속은 증가하였고, 그 효과는 운전압력이 1.0 kg/sub f//㎠일 때가 운전압력 2.0 kg/sub f//㎠ 경우보다 컸다. 세공크기가 0.34 ㎛인 막의 투과유속은 세공의 크기가 0.24 ㎛인 막보다 컸으며, 용액의 농도에 따른 투과유속은 농도가 낮은 용액이 컸다. 세공크기가 0.34 ㎛인 막의 막오염 형태는 유사하지만 농도가 200 ppm인 용액의 경우 1000 ppm인 용액에 비하여 상대적으로 미약한 세공막힘 현상을 보였다.