• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 2007

본 연구에서는 수분 함유량이 높은 하수 슬러지 처리를 위한 열 건조기를 포함하는 100kg/hr급 소용량 사이클론 소각시스템의 소각 성능을 평가하였다. 국내에서 발생하는 하수 슬러지의 물성치를 바탕으로 소각시스템을 설계하였다. 슬러지 수분 정도, 슬러지 투입량, 보조연료량 등 동작조건의 변화에 따른 성능실험을 통하여 소각시스템의 특성을 분석하였다. 정상 운전 시 전체시스템의 압력 손실은 700mmAq로 비교적 적게 나타났으며, 소각기 내부의 연소에 의한 온도분포도 $1000^{\circ}C$미만으로 유지되었다. 수분 86.1%의 슬러지 100kg을 소각하는 경우 $4.7{\ell}/hr$ 정도의 보조 연료가 필요하다. 소각기 내부의 온도가 $1000^{\circ}C$ 미만으로 유지되기 때문에 측정된 대부분의 NOx는 연소과정에 발생된 열적인 NOx 보다는 슬러지 중에 포함된 N 성분의 산화에 의하여 발생되는 연료적 NOx인 것으로 예측된다. 배출된 소각재의 성분 분석 결과, 소각재 속에는 유기물이 전혀 검출되지 않았으며, 이로부터 소각기에서 완전 연소가 이루어진 것으로 예상된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.12-18
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• 2017

본 연구는 FDS의 액체증발모델을 이용하여 메탄올 풀 화재의 질량연소플럭스를 예측하고 복사분율, 평균흡수계수와 같은 연료의 열적 물성값에 따른 영향을 평가하였다. 해석대상 풀의 직경은 5 cm에서 200 cm 사이이며 해석영역의 크기는 풀의 크기에 비례하여 구성하였다. 해석에 적용된 기준격자는 격자민감도 평가를 통해 결정되었으며 약 750,000개의 격자를 적용하였다. 메탄올 풀 화재에 대해 FDS 액체증발모델을 적용하여 계산된 질량연소플럭스는 해석대상 풀 직경에 따른 천이특성을 잘 나타냈으며 전체적으로 실험편차 내에서 기존 실험과 일치된 결과를 예측하였다. 질량연소플럭스는 복사분율 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으며 풀의 직경이 작은 경우 평균흡수계수의 영향이 상대적으로 크게 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권3호
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• pp.345-351
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• 2014

Dinitramide($N(NO_2)_2$)염 화합물은 현재 고체 산화제로 로켓추진제의 중요한 원료 물질 중 하나이며, 환경 및 인체에 독성이 적은 친환경 에너지물질로 알려져 군사적 목적 외에 다양한 가스발생제로서 사용되고 있다. 특히 무기염이 아닌 유기염인 Guanidine 염(GDN)은 수분에 대한 안정성이 향상되어 안정적 보관 및 제조가 가능하므로 고순도 물질의 대량 생산이 가능하다. GDN의 출발물질로 guanidine의 음이온 염인 acetate, chloride, carbonate, nitrate, sulfate를 사용하여, GDN(GDN-1,2,3,4,5)을 최대 99%의 수율로 합성하였고, 이들의 물성을 다양한 분석기기를 이용하여 평가하였다. 흡수파장은 3452, 3402, 3354, 3278, 3208, 1642, 1570, 1492, 1416, 1337, 1179, $1000cm^{-1}$이 공통적으로 관찰되었으며, 열적 특성 변화는 $130^{\circ}C$에서 일어나기 시작하며 $150^{\circ}C{\sim}160^{\circ}C$에서는 발열반응과 함께 물질의 변화가 관찰되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.35-47
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• 2017

지반의 열적 거동은 대부분 열전도에 국한되어 연구가 진행되었으며, 자연대류 현상에 대한 연구는 매우 미비한 실정이다. 지반의 온도증가는 간극수의 밀도변화에 따른 부력을 유발하여 자연대류를 발생시키게 된다. 유체역학 관점에서 다공질 재료내의 자연대류 해석의 제약조건에 대하여 논의하고, 거시적 관점에서 완전 결합된 열-수리-역학적인 지배방정식을 이용한 대류현상에 대한 수치해석 기법을 제시하였다. 실내 열전도도 측정을 위한 탐침기 실험에 대한 수치실험은 자연대류를 무시하고 평가된 열전도도의 불확실성에 대하여 논의하고, 모델식과의 오류를 최소화하기 위한 적정한 실험조건을 제시하였다. 해저 전력선의 매설은 해저면 0.2m 깊이에서의 온도상승을 $2^{\circ}C$로 제한하고 있으나, 투수성이 큰 지반재료에 대한 수치해석결과는 기준온도를 초과하는 것으로 나타났다. 해저면의 온도와 열-수리-역학적 물성은 전력선의 매설설계에 중요한 설계인자이며 자연대류의 영향을 고려하여야 한다. 특히, 큰 투수성을 갖는 지반내에 열원이 존재하는 경우, 간극수의 밀도변화에 따른 자연대류가 중요한 열전달의 인자가 되므로 이를 고려한 해석을 수행하여야 한다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권4호
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• pp.298-308
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• 2010

패럴린 박막의 기계적 성질과 표면 특성을 개선하기 위해 Xylydene계 다이머(DPX-C, DPX-D, DPX-N)를 사용하여 각각의 다이머에 대한 증착 조건과 투입량에 따른 박막의 두께를 조절함으로써 단일 패럴린-C, D, N 박막과 두 가지 타입이 혼합된 하이브리드 타입의 화학적, 물리적 패럴린 박막을 제조하였다. 패럴린 증착은 화학기상증착법(chemical vapor deposition: CVD)을 이용하였으며, 열분석을 통해 단일 박막과 하이브리드 타입의 박막에 대한 열적 특성을 비교 분석하였다. 인장 강도와 신장율 그리고 인열력 시험을 통해 박막에 대한 기계적 물성을 알아보았으며, 접촉각과 표면 에너지를 측정하여 박막에 대한 표면 특성을 관찰하였다. 두 가지 타입이 혼합된 하이브리드 타입의 화학적 패럴린 박막은 서로 다른 다이머의 장단점을 상호 보완시켜 줄 수 있으며, 물리적 패럴린 박막은 기재에 코팅되는 면과 반대 면의 박막 특성을 자유롭게 조절할 수 있다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.449-455
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• 2021

복합재료는 단일물질이 갖는 각각의 특성을 복합화 함으로써 우수한 물성을 갖도록 구성한 물질로 금속 및 고분자의 성능을 뛰어넘는 재료로써 각광받고 있다. 다만, 생산시간이 길고, 단가가 비싼 단점이 있어 이를 극복하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 복합재료의 대량생산 시 시간을 단축할 수 있는 에폭시 수지 경화제를 개발하였고, 난연성을 부여하여 이의 적용성을 확대하고자 하였다. 기본 물질로 사용한 에폭시 수지는 bisphenol F 및 resorcinol 구조의 에폭시 2종을 사용하였으며, 난연성을 부여하기 위하여 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenantrene-10-oxide(DOPO)를 이용하여 변성하였다. 첨가제로는 triethylphosphate (TEP) 및 bis[(5-ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl] methyl phosphonate P,P'-dioxide (FR-001)을 사용하여 7종의 조성물을 배합하였고, 열적 특성(겔화시간, 유리전이온도), 난연 성능을 평가하여 high pressure resin transfer molding (HP-RTM) 공법에 적용 가능한 에폭시 기지재를 개발하였다.

• 자원환경지질
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• 제47권4호
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• pp.441-453
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• 2014

대륙지각의 대표적인 암석이며 우리나라의 약 25%를 차지하는 쥬라기 화강암을 대상으로 상부지각의 열적 현상을 이해하는데 중요한 정보인 물성과 열물성을 측정하였다. 충남 연기군(2개 시추공, 149개)과 대전시 유성구(1개 시추공, 59개)의 총 3개 시추공으로부터 회수한 206개 화강암의 건조 상태의 열전도도 평균은 2.813 W/mK이고, 공극 보정을 한 평균 열전도도는 2.900 W/mK이다. 공극 내 물의 효과로 인해 공극 보정을 한 열전도도가 높게 나타난다. 건조 상태의 평균 열확산율은 $1.296{\times}10^{-6}m^2/sec$이며, 온도변화에 따른 열확산율 변화는 온도가 증가할수록 열확산율이 낮아지는 경향을 보인다. $200^{\circ}C$에서의 열확산율은 상온 $25^{\circ}C$에서 보다 30% 정도 더 낮게 나타나는 것을 확인하였다. 206개 화강암의 평균 공극은 0.010이며, 건조밀도와 포화밀도는 각각 $2.662g/cm^3$와 $2.673g/cm^3$이다. 열전도도와 공극의 상관관계로부터 화강암의 열전도도는 공극보다 구성광물에 의한 영향이 더 큰 것을 확인하였다. 열전도도와 열확산율의 상관관계에서는 결정계수가 0.898로 선형관계가 잘 나타나고, 공극과 밀도의 상관관계에서는 ${\rho}=-2.393{\times}{\phi}+2.705$라는 상관식을 산출하였다. XRD 분석과 XRF 분석 결과로부터 석영과 $SiO_2$ 함량이 증가하면 열전도도가 높아지고 조장석과 $Al_2O_3$가 증가하면 열전도도가 낮아지는 경향을 확인하였다. 또한 부피 함량비가 많은 광물과 화학성분을 이용해 회귀 분석을 수행하였다. 석영을 이용한 선형식은 $K=0.0294V_{Quartz}+1.93$으로 산출 되었다. 또한, $SiO_2$를 이용한 선형식은 $K=0.237W_{SiO_2}-14.09$로 산출 되었고, $SiO_2$와 $Al_2O_3$를 이용한 회귀식은 $K=0.053W_{SiO_2}-0.476W_{Al_2O_3}+6.52$로 산출 되었다. Felsic-marfic index를 이용하여 산출한 비중과 측정된 비중의 평균은 각각 2.645와 2.650이며, 평균 상대오차는 0.667%로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.702-707
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• 2012

지난 수십 년간 다양한 산업에서 사용된 유독 화학물질은 심각한 환경오염을 초래했다. 그리고 이산화탄소나 메탄가스 같은 부산물로 인해 지구 온난화를 가속화 시켰다. 그래서 현재 사용하고 있는 유기 용매를 대체할 새로운 환경친화적인 소재 개발의 중요성이 부각되고 있다. 이온성 액체는 비휘발성, 비가연성, 화학적 불활성과 같은 친환경적인 물성을 지니고 있다. 이 밖에도 넓은 전기화학적 범위, 높은 전기전도도, 넓은 열적 작용 범위 그리고 유기용매와의 높은 용해성과 같은 물성을 지니고 있어 합성용매, 촉매제, 가스추출제로서 각광받고 있는 물질이다. 이번 연구에서는 모폴린 계열의 이온성 액체인 N-ethyl-N-methylmorpholine Bromide, N-butyl-N-methylmorpholine Bromide, N-octyl-N-methylmorpholine Bromide, N-ethyl-N-methylmorpholine Tetrafluoroborate, N-butyl-N-methylmorpholine Tetrafluoroborate, N-octyl-N-methylmorpholine Tetrafluoroborate, N-ethyl-N-methylmorpholine Hexafluorophosphate, N-butyl-N-methylmorpholine Hexafluorophosphate, N-octyl-N-methylmorpholine Hexafluorophosphate를 합성하였다. 합성물의 녹는점, 분해 온도, 전기화학적 안전성은 각각 DSC, TGA, CV로 측정하였다. 할로겐 음이온($Br^-$)을 지닌 이온성 액체는 대체로 높은 온도($150{\sim}200^{\circ}C$)에서 녹는점 갖고, 비교적 낮은 열분해 온도($200{\sim}230^{\circ}C$), 좁은 전기화학적 안전성(3.4~3.6 V)을 보였다. 반면에 무기 음이온($BF_4^-$, $PF_6^-$)을 지닌 이온성 액체들은 비교적 낮은 온도($50{\sim}110^{\circ}C$)에서 녹는점을 가졌고, 높은 열분해 온도($250{\sim}380^{\circ}C$), 넓은 영역에 걸친 전기화학적 안전성(6.1~6.3 V)을 보였다. 뿐만 아니라 동일한 음이온에서도 양이온의 탄소 사슬의 길이에 따라 물성이 상이함을 확인할 수 있었다. 이번 연구를 통해 얻은 자료들은 이온성 액체의 상용화에 밑거름이 될 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.733-742
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• 2000

일상에서 그대로 폐기되고 있는 달걀껍질을 폐수처리에 이용하기 위하여 물성조사와 기초적인 흡착 및 중화실험을 수행하였다. 달걀껍질의 특성파악 및 온도에 따른 물성 변화를 검토하기 위하여 각각 $105^{\circ}C$와 $700^{\circ}C$에서 처리한 시료의 용도에 따른 구조변화를 FT-IR 분석법 및 X-선 회절법을 이용하여 검토하였다. FT-IR 분석결과, $700^{\circ}C$에서 달걀껍질의 주성분인 $CaCO_3$의 열분해에 따른 $CO_2$의 방출로 인해 $105^{\circ}C$의 경우와는 달리 C-O absorption band 의 감소가 관찰되었고, X-선 회절분석에서는 $700^{\circ}C$에서는 $105^{\circ}C$의 경우와 거의 유사한 $CaCO_3$ 특성 peak가 나타났으며 $CaCO_3$가 CaO로 완전히 전환되는 온도인 $850^{\circ}C$에서 처리한 시료에 대해 CaO 특성 회절스펙트럼이 관찰되었다. TGA/DTA 분석에 있어서는 약 $600^{\circ}C$에 이르기까지는 무게 감량이 서서히 진행되다가 $600{\sim}800^{\circ}C$의 온도범위에서 무게감량이 급격히 진행되었으며 그 이상의 온도에서는 무게감량이 더 이상 진행되지 않았다. 또한, 무게감량이 급격히 진행되는 온도구간에서 주된 흡열 peak가 형성되어 $CO_2$ 방출에 따른 열적 특성이 파악되었다. 달걀껍질의 고정층에 의한 연속흡착 실험 결과, 파과시간의 비, 총괄 이동 단위수, 그리고 물질전달계수 등이 column이 진행됨에 따라 그 값이 증가함이 관찰되어 연속흡착에 따른 물질전달의 분배효과를 관찰할 수 있었다. 산성폐수에 대한 중화효과의 경우에 있어서는 각 무기산의 경우 상호 유사한 경향이 나타났으나 $H_2SO_4$의 경우 중화산물인 $CaSO_4$의 형성으로 인해 중화효과가 감소되는 것으로 사료되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권4호
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• pp.108-125
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• 2013

경주 동천동 출토 토제범(土製范)에 대한 실측복원도, 조성광물 분석, 입도 및 물성시험, 미세조직관찰, 색도차 및 주성분 분석결과를 알아보았다. 연구대상 내범과 외범의 단면은 내측(제1층위)과 외측(제2층위)으로 구분되고 외측에는 유기물이 혼합되어 있다. 단면에는 열적 경험과 탈형제로 인한 변화 양상이 확인되며, X-선 촬영에서는 내측인 제1층위가 투과율이 높은 광물로 구성되었고 편광현미경에서 석영만이 관찰되었다. SEM 관찰에서 단면의 내측은 공극이 확대된 양상을 나타내고 중앙은 균열이 발달하였으며 외측에서는 변화를 관찰할 수 없었다. 구성입자의 입도는 내범과 외범이 거의 유사하며 미사질식양토로 구분되고, 미사질과 점토의 구성비는 약 2.7 : 1과 약 2.9 : 1이었다. 물성시험에서 내범과 외범의 밀도와 흡수율은 유사하고 공극률만이 내범이 27.36%와 외범은 31.09%로 다소 차이가 있었다. 단면의 색도차는 제1층위의 표면에 탈형을 위해 그을음을 입히거나 제1층위를 먹물로 수비하였을 가능성이 있다. 조성광물 분석에서는 내범과 외범의 조성광물이 동일하나 내범에서만 자철석이 동정되었다. 주성분 분석에서는 $SiO_2$의 평균함량이 71.64%, $Al_2O_3$는 14.59%이고, 부성분 중 $Fe_2O_3$는 4.51%, $K_2O$는 3.06%이며, $Na_2O$, MgO, CaO, $TiO_2$, $P_2O_5$, MnO는 2% 이하를 나타내었다.