ASPEN 코드를 이용하여 석탄가스화기에 영향을 주는 온도, 압력, 산화제 및 증기를 변수로 선택하여 각 변수의 변화에 따른 가스화기의 온도 및 생성가스의 조성 변화를 살펴보았다. 석탄가스화기는 combustion zone, char gasification zone 및 gas shift reaction zone의 3부분으로 나뉘어 각 영역의 특성에 맞게 모사 되었다. 온도와 산화제는 석탄가스화기에 커다란 영향을 주는 요소로 나타났고, 압력과 증기 또한 주요 변수인 것으로 나타났다. 본 연구의 궁극적 목적은 석탄가스화기의 운전 조건을 최적화하는데 있다.
도시의 온도상승의 주요 인자 중 하나가 도시부 도로이다. 본 연구의 목적은 도시도로 녹지가 표면온도의 저감에 영향을 미치는 요인을 파악하는 것이다. 이를 위해 서울시 도로 18개 지점을 선정하여 도로횡단구성요소(주변토지이용, 차도, 보도, 식수대, 중앙분리대)별로 열화상 카메라로 표면온도를 조사하고, 도시도로 녹지 면적을 측정하였다. 도시도로 녹지의 도로 표면온도 저감에 미치는 영향을 분석한 결과 도로 주변토지이용이 녹지 및 오픈스페이스일 경우 도로온도에 미치는 영향이 가장 크며, 식생중앙분리대의 면적, 식수대의 면적 순으로 표면온도를 저감시키는 것으로 나타났다. 도로주변 뿐만 아니라 도로설계의 구성요소 내에서 식수대, 중앙분리대 등의 녹지면적 증가는 도로의 표변온도 저감에 영향을 미친다. 도시의 고온화현상을 완화하기 위하여 도시도로 녹지 면적을 증가시키는 것도 한 방편이다.
콘크리트포장의 구조적 능력을 평가하는 가장 중요한 요소 중의 하나는 하중전달효과이다. 하중전달효과는 슬래브 상 하부 온도차, 다우월바 시공여부, 포장 노후도, 그리고 균열틈 등에 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 콘크리트 포장의 하중전달효과 특성을 파악하고 하중전달효과에 영향을 주는 요소를 정량화하고 적절한 하중전달효과 조사방법을 제시하는 것이다. 연구결과 하중전달효과는 슬래브 표면온도가 아닌 슬래브 평균온도 영향을 받는 것으로 나타났다. 하중전달효과는 온도가 내려가고 균열틈이 벌어질수록 감소하는 것으로 나타났다. 다우월바를 시공한 구간의 경우 온도변화에 따라 하중전달효과는 큰 차이를 보이지 않은 반면, 다우월바를 시공하지 않은 구간에서는 온도가 내려갈수록 하중전달효과는 급격히 감소하였다. 다우월바를 시공한 구간이라도 포장이 노후화되면 하중전달효과는 온도가 하락함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 본 조사대상 구간에서는 슬래브 단위온도 하락시 하중전달효과는 1.4% 감소하는 것으로 나타났다.
콘크리트의 압축강도는 시멘트 수화반응에 의하여 발현되는 것으로, 이러한 수화반응은 온도에 민감한 영향을 받게 된다. 이에 본 연구에서는 온도에 의한 콘크리트의 영향을 확인하고자 콘크리트의 타설 초기온도 변화 및 양생 조건의 변화에 따른 특성을 실험적으로 평가하였다. 콘크리트의 타설 초기온도를 5$^{\circ}C$, 20$^{\circ}C$로 변화시켜 실험한 결과, 표준양생을 실시한 경우 타설 온도가 낮은 배합에서 재령 3일 이전까지 강도가 낮았으나, 재령 7일 이후에서는 강도가 높아지는 현상이 확인 되었다. 그러나 재령 28일에서는 두 배합의 압축강도 차가 미미하여 온도에 따른 영향이 크지 않은 것으로 확인 되었다. 기건양생을 실시한 경우는 모든 시험체에서 타설 초기온도가 높은 배합이 높은 강도를 나타내었다. 이러한 콘크리트의 타설 초기온도에 따른 압축강도 특성은 SEM관찰 결과 미세구조의 수화양상을 통하여 그 특성을 확인할 수 있었다.
고분자전해질형 연료전지에서는 수소이온의 이온전도성 저하를 방지하기 위하여 외부에서 가습하여 주는 방식이 일반적이지만, 가습에 소요되는 부품을 일부라도 제거할 경우 연료전지의 효율은 높이고 제작단가도 경감할 수 있다. 이를 위하여 저가습 및 무가습 실험을 수행하였으며, 정확한 data의 수집과 시험장비의 자동제어를 위하여 National Instrument사의 compact field point (cFP)를 사용하였다. Humidifier와 heater의 온도를 조절하여 공급유체의 상대습도 및 온도를 각각 조절하였으며, 이에 필요한 이론적 온도는 Antoine equation 을 사용하여 산정하였다. Anode와 cathode 양측 $100\%$ 가습 경우를 기준으로 가습량을 조절하면서 실험을 수행하였으며 성능 차이를 그래프로 도시하여 양측의 변화에 대한 영향을 볼수 있도록 하였다. Stack의 온도가 $70^{\circ}C$이고 양측 무가습일 경우에 성능 측정이 어려워서 stack의 온도를 저온에서부터 변화시키면서 무가습 성능을 실시간으로 측정하여 보았다. 일반적으로 hydronium ion은 anode측에서 cathode측으로 계속 이동하여야 전기를 생성할 수 있으므로 cathode측 무가습이 anode측 무가습보다 성능이 더 잘 나오는 것으로 예측하였으나 이와 반대되는 경향의 실험 결과를 얻었다. 양측 무가습의 경우에는 공기 중의 상대습도와 back diffusion 등에 영향을 받을 수 있으므로 각종 변수들의 영향을 분리하여 관찰할 수 있는 실험을 수행 중에 있다.
특정수도품종에 대한 도열병균의 침입률은 접종전처리온도와 균주의 조합보다는 공시균주나 온도의 단독요인에 의한 영향이컸다. 이병성품종은 그 품종이 어떤 온도조건하에서 자랐던지 또는 병원성이 다른 어떤 균주로 접종이 되었던지 이병성으로 남아 있었으며 접종전에 기주가 다른 온도조건하에서 자랐을 경우, 도열병균의 특정균주 또는 Race의 병원성발현은 다르게 나타나는 것이 관찰되었다.
표면성장법을 이용한 고강력, 고탄성률 섬유의 제조시, 결정화 온도에 따른 섬유 미 세구조와 물리적 성질의 상관 관계를 미세구조적, 열역학적 관점에서 규명하고자 초고분자 량 폴리에틸렌으로 섬유를 제조하고 결정화 온도에 따른 구조와 인장 성질의 변화를 용융 거동을 중심으로 관찰하였다, 일정길이하에서의 섬유의 용융인 제한 용융에서는 고분자 사 슬배좌의 구속으로 인해 사방정계-육방정계 전이가 일어났다 제한 용융 거동으로부터 라멜 라 구조와 펼쳐진 사슬 결정 부분을 분리할 수 있었으며 결정화 온도가 증가할수록 펼쳐진 사슬 결정의 양이 증가하였다. 결정화 온도가 증가할수록 쉬시-케밥구조에서 펼쳐진 사슬 구조로의 변화가 일어났으며 결정내의 결점도 줄어들었다. 결정화 온도가 증가할수록 구조 의 변화로 인해 인장 성질이 향상되었다. 인장 성질은 펼쳐진 사슬 결정의 양에 큰 영향을 받았다. 인장 강도는 펼쳐진 사릉의 양과 사슬내의 결점들에 의해 큰 영향을 받았으며 인장 탄성계수와 절단 신도는 인장 강도보다 펼쳐진 사슬의 양에 더 크게 영향 받았다.
분류층 가스화기에서 가스화기 운전 온도는 슬래그의 원활한 배출과 가스화기 성능 등에 영향을 미친다. 가스화기 운전온도는 또한, 석탄 및 산소 소비량에도 영향을 미쳐 궁극적으로는 가스화 플랜트의 주요 설비 용량을 결정하는 주요 요인중의 하나이다. 가스화기 운전 온도가 일정수준 이상으로 증가할 경우 냉가스 효율이 저하되고 가스화 성능에 약 영향을 미친다. 본 논문에서는 Coal 및 Flux 공급장치, 슬래그 배출장치 당의 구성을 설명하고 Flux 투입량에 따른 슬래그 Tcv, 가스화기 성능 등을 예측하였다. 또한, 300MW IGCC 실증 가스화플랜트 엔지니어링을 위한 예비단계로 석회석 투입에 따른 Flux 공급장치를 포함한 Feeding 설비 용량, 슬래그처리설비 용량, 가스화기 내부 및 출구 적정온도를 예측하였다.
발전 연료로서의 활용 가치가 높은 중잔유의 효과적인 활용을 위해 중잔유의 가스화 성능에 영향을 주는 주요 변수들인 산소 공급비, 증기 공급비 및 가스화기 온도를 변화시키면서 중잔유 가스화에 미치는 영향을 파악하였으며 가스화 성능을 예측하였다. 산소량은 0.5~2.0의 산소/연료비 범위에서 변화시켰고 증기량은 0.1~2.0의 증기/연료비에서 변화시켰으며 가스화기 온도는 600~200$0^{\circ}C$의 범위에서 변화시켰다. 대상 연료는 국내산 아스팔트이며 산소-증기, 산소-온도 및 증기-온도의 조합으로 동시 변화시킬 때의 가스화에 미치는 영향을 살펴보았다. 산소량이 증가할수록 CO와 H$_2$ 생성량은 증가한 후 감소하는 경향을 나타내었으며 증기량이 증가할수록 H$_2$ 생성량은 130$0^{\circ}C$부근까지 증가한 후 130$0^{\circ}C$ 이상에서는 서서히 감소하였으며, CO 생성량은 증가하는 경향을 나타내었다. 국내산 아스팔트의 경우 산소/연료비 0.92~1.01, 증기/연료비 0.18~0.49 및 가스화기 온도 1250~132$0^{\circ}C$의 영역에서 가스화 성능이 가장 좋은 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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