• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.971-984
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• 2003

본 연구에서는 보 월류시 공기 유입을 수리학적인 방법으로 분석하였다. 이를 위해 하천에 설치된 보의 형태로서 계단형 보와 래버린스 보 및 배사문 보를 선정하여 현지측정과 수리실험을 통해 산소전달 효율을 검토하였다. 산소전달 효율은 계단형 보가 크며, 배사문 보는 산소전달 효율이 그리 크지 않았다. 산소전달은 흐름의 유속, Froude 수, 유량 순으로 상관 관계를 나타내었으며 특히 흐름의 유녹과 산소전달 효율에서 높은 관계를 나타내었다. 수리실험 결과 계단형 보의 월류 흐름은 유량이 작을 경우 계단 전 구간에 걸쳐 잠입류가 발생하고, 유량 증가에 따라 잠입류와 표면류가 공존하며 이 경우 계단 상부께서 표면류 및 계단 하부에서 잠입류가 발생하였다. 잠입류의 경우 계단 끝단에서 흐름 분리에 의해 공기 유입이 시작되고, 자유낙하 nappe과 계단 안쪽의 공기 주머니 및 nappe impact와 이후의 도수 현상으로 많은 공기 유입이 발생되었다. 표면류의 경우 계단 끝단에서 공기 유입이 시작되고, 흐름이 계단과 계단을 스쳐가듯이 흐르는 과정에서 수표면의 진동에 의해 많은 공기가 유입되었지만 공기 유입은 잠입류의 경우에 비해 상대적으로 작았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권9호
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• pp.847-854
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• 2013

본 연구는 환형 노즐 이젝터를 이용하여 수평방향 폭기공정의 혼합유동 및 산소전달 특성에 대한 실험적 연구를 목표로 한다. 실험변수는 이젝터 피치와 가압수 유량이며, 측정된 유량과 압력을 이용하여 유량비, 수두비 및 효율을 계산하였다. 이적터에서 분출된 혼합유동의 가시화를 통해 정성적 거동을 고찰하였으며, 용존산소량을 측정하여 총괄 산소전달계수를 도출하였다. 이젝터에서 분출된 혼합유동은 가압수의 운동량과 유입된 공기기포의 미립화에 따라 부력분류 또는 수평분류의 거동을 나타내었다. 기포의 크기에 기인하는 부력과 가압수의 운동량에 지배되는 혼합유동의 도달거리는 가압수와 공기기포의 접촉 면적 및 시간에 크게 영향을 미치기 때문에 산소전달률의 중요한 변수임을 유추할 수 있다.

• 멤브레인
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• 제14권2호
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• pp.142-148
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• 2004

본 연구는 호흡부전환자를 위한 진동형 혈관 내 폐 보조장치를 사용하여 산소전달효율을 향상시키기 위한 연구이다. 유량은 점프와 유량을 사용하여 조정하였다. 가진 장치는 압전 진동자, 함수 발생기와 전력 증폭기로 구성하였다. 기체의 유량은 120 cm 길이의 중공사를 통하여 6 L/min까지 하였으며 압전 진동자로 가진 하였다. PVDF 센서와 FRF를 사용하여 VIVLAD에서 발생하는 주파수를 검출하였다. 실험결과, 최대 진폭이 발생하고 중공사들에 진동이 전달되어 최대 산소전달속도가 발생함을 확인할 수 있었다. 이 최대 진폭은 다양한 유속과 각각의 모듈에서 35 Hz 영역에서 발생함을 확인할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권5호
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• pp.391-399
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• 2003

혈관내 산화는 급성 호흡 곤란 증후군 (ARDS)의 치료를 위해 관심을 갖고 있는 호흡보조방법이다. 그러나 ARDS 치료에 효과적인 임상적용을 위해서는 더 많은 기체교환을 통한 혈관내 산화가 필요했다. 본 연구에서는 헤모글로빈의 미세캡슐화가 혈액의 손상을 줄여줌으로 미세캡슐화를 통하여 진동형 혈관내 폐보조장치 (VIVLAD)의 기체교환을 향상시키고자 시도하였으며 또한 perfluorocarbone 유화액(PFC 유화액)을 사용하여 기체교환을 향상시키고자 하였다. 혈액 기체 측정은 순환장치의 정맥혈과 동맥혈 시료 채취구에서 채취하여 혈액./기체 분석기를 이용하여 수행하였다. Hemosome. 혈액/hemosome 혼합액과 혈액/PFC 유화액 혼합액의 기능은 혈액/기체 분석기를 사용한 산소 해리 곡선에 의하여 평가되었다. 그 결과. hemosome과 혈액/hemosome 혼합액의 산소 전달은 전혈의 산소전달보다 각각 더 효과적이었으며 또한 PFC 유화액의 이산화탄소 전달속도는 다른 용액들보다 우수하였다. 그러므로 hemosome 용액과 PFC 유화액은 산소전달속도와 이산화탄소 전달속도를 각각 향상시킬 수 있으리라 판단하였다.

• 한국유기농업학회지
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• 제20권4호
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• pp.703-713
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• 2012

가축 분뇨 액비화 시설의 폭기효과 개선과 악취발산 감소효과를 동시에 달성하기 위한 목적으로 폭기방법이 돈분뇨 슬러리 액비 주요 부숙요인인 액비조내 슬러리의 혼합효율, 질소와 SS 그리고 냄새 발생정도에 미치는 영향을 분석하였다. 파일롯 시험조를 대상으로 한 폭기방법의 차이에 따른 혼합효과를 분석한 결과, 배관 내 혼합형 시험조의 교반 및 혼합효과가 더 높았다. 폭기방법별 처리효과 시험결과, 질소와 SS 모두 폭기가 진행됨에 따라 바닥층에서의 농도는 감소하고 반응조 상층부에서의 농도는 증가하는 경향을 보였다. 액비제조용 돈분뇨 슬러리 내에 녹아들어 간 용존산소 변화정도를 조사한 결과, 배관 내공기 혼합방식에 의한 용존산소농도가 더 높게 조사됨으로써 더 높은 산소전달 효율을 가지는 것으로 분석되었다. 바닥 고정식 공기공급 방식(A)과 배관 내 산소 혼합방식(B)에 의한 용존산소 농도는 큰 차이를 보였다. 반응조 A에서는 폭기 개시시 4.3mg/L 수준이었던 용존산소 농도가 30 분간 폭기한 후에 분석한 결과 7.0mg/L로 상승하였다. 반면에 반응조 B에서는 폭기 개시시 5.0mg/L 수준이던 용존산소 농도가 반응조 A와 동일한 폭기시간이 지난 후에 14.5mg/L로 상승함으로써 더 높은 산소전달 효율을 가지는 것으로 분석되었다. 현수식 폭기방법에 따른 용존산소 변화 정도는 바닥 고정식 공기공급 방식에서와 유사한 결과를 나타냈다. 슬러리 내부에서의 기포형성 정도를 비교하였을 때 배관 내 혼합형 방식에서 기포의 형성이나 상승 정도가 바닥 고정식 공기공급 방식에서보다 상대적으로 더 적었다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.604-608
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• 2004

Experimental study was conducted to increase the oxygen transfer efficiency of air diffusers in clean water. By measuring the bubble size from the bubbly two-phase flow visualization with several air diffusers the size of air bubbles near the top surface of aeration tank seems to be independent on the diffuser types. Considering design parameters for the better breakup of larger bubbles around the air diffusers, advanced conceptual air diffusers using nozzle-type throat showing the higher oxygen transfer efficiencies were made.

• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.516-522
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• 2001

균사형성 미생물에 의한 항생물질의 대량생산은 적절한 산소공급이 요구되며, 산소전달속도는 생산성에 영향을 미치는 속도제한단계이다. 그러므로 발효에 이용하기 위해 Streptomyces avermitilis 와 같은 균사형성 미생물 배양액에서의 산소전달계수를 측정하였다. 그러나 회분식 배양에서 (K$_{L}$A) 측정을 위한 적절한 용존산소 유지가 어려웠으며, 이를 극복하기 위해서 유가식 배양을 도입하였다. 배지의 단계적 공급으로 미생물 성장속도를 조절할 수 있었고, 낮은 교반속도에서도 적정용존산소의 유지가 가능하였으며, 결과적으로 (K$_{L}$A) 측정도 용이하였다. 7 g/L 이하의 낮은 균체량에서 350 rpm의 교반속도가 교반효율과 전단응력을 고려했을 때 가장 적절한 조건임을 알수 있었다. 그러나 균체가 증가할수록 배양액 점도가 증가하여 혼합이 효과적이지 못한 이유로 더 높은 교반속도가 필요하였다. 통기량의 증가에 의한 (K$_{L}$A) 증가율은 건조균제질량이 고 농도 일수록 미미하였다. 그러므로 높은 균체농도에서는 이차대사산물에 영향을 주지 않은 범위에서 교반속도를 증가하여 용존산소 농도를 조절하는 것이 통기속도의 조절보다 더 효율적 일 것으로 판단되었다.판단되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.13-24
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• 1988

생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에 있어서 산소전달(酸素傳達) 시스템을 개발하기 위하여 수심(水深) 32 m 인 U자형 심층폭기장치(深層曝氣裝置)에 대한 관내(管內)의 유체(流體)흐름 특성 및 산소전달(酸素傳達) 특성과 생물학적(生物學的) 유동층내(流動層內)에서의 생물막(生物膜) 특성 및 산소이용(酸素利用) 관계를 연구한 결과, 심층폭기장치(深層曝氣裝置) 관내(管內)의 액체순환을 위한 추진력은 하향관(下向管) 공기주입 위치와 하향공기량(下向空氣量)의 영향을 받으며 액체의 흐름은 플러그류(流) 특성임을 확인하였다. 또한, 관내(管內) 순환유속을 0.52 m/s로 유지시킬 때 $K_La$ 값은 상향관(上向管) 25~30 m 구간에서 최대치를 나타내었고, 심층폭기장치(深層曝氣裝置)로부터 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에 이용될 용존산소 공급효율은 56~81%로 계산되었다. 심층폭기장치(深層曝氣裝置)를 이용한 생물학적(生物學的) 유기폐수(有機廢水) 처리에 있어서 용존산소 농도가 9.2 mg/l 이상인 경우, 생물막(生物膜) 내부의 물질확산 및 대사의 제한인자는 유기물(有機物)이었으므로 처리효율의 저하됨이 없이 유기물(有機物) 부하량(負荷量)을 효과적으로 증대시킬 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제15권6호
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• pp.52-58
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• 1996

음파와 진동에너지를 활용하는 음파기술의 응용 연구분야로 음향공진 및 맥진동 현상을 이용하여 기액상에서 산소절달효율을 극대화 할 수 있는 폐수처리용 음향공진 산기관의 개념을 제안하였으며 원리와 성능시험을 수행하였다. 또한 저압용 헬름흘쯔 공진기, 실린더형 및 고리형 반사공진기 그리고 복합 공진시스템의 설계개념과 원리를 구현하였다. 물질전달 과정을 촉진하는 음향공진 에너지는 산소전달효율을 높여주며, 노즐에서 분출하는 공기 제트의 불평형에 의해 발생하는 주기적인 맥진동 현상은 미세한 공기방울을 만들어 내는데, 이 두가지 원리가 가장 잘 적용되는 고리형 반사공진기(AJR)의 성능이 가장 우수한 것으로 평가되었으며 기존의 산기관 보다도 $20{\sim}30%$ 정도 높은 효율을 실험으로 확인하였다.

• 농약과학회지
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• 제18권4호
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• pp.358-363
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• 2014

신규 병원성세균 Bacillus thuringiensis CAB565, 566균주를 이용한 산업배지에서의 배양조건에 따른 독소단백질의 차이를 확인하였다. 포도당, 효모추출물 등으로 구성된 산업배지의 산소 전달 속도를 확인하고자 소형배양기에서 임펠러와 배지 농도에 따른 산소전달계수(KLa)의 차이를 확인하였다. 교반기의 통기량이 많을수록 그리고 배지 농도가 높아질수록 산소전달계수(KLa) 값이 상승하였다. 하지만 교반속도는 200 rpm에서 가장 효율적이었고, 교반속도가 상승할수록 효과가 떨어졌다. Microsparger를 이용하여 배양 중 단계적으로 통기속도를 높여 배지내 용존산소농도를 50% 이상으로 유지시켜 배양한 결과 생균수는 배양 후 16시간, 포자수는 54시간에 최대의 농도값을 보였다. 그 결과, B.t. CAB565의 생균수는 $2.3{\times}10^{10}cell/ml$, 포자수는 $1.9{\times}10^{10}spore/ml$ 그리고 B.t. CAB566의 생균수는 $1.8{\times}10^{10}cell/ml$, 포자수는 $1.4{\times}10^{10}spore/ml$를 보였다. 탄소원의 농도는 포도당의 농도가 5%일 때, 세포성장에 가장 유리한 것으로 조사되었다.