• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.435-435
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• 2012

농경지 중에서 밭은 논보다 농약 비료 사용률이 매우 높기 때문에 논에 비해 비점오염물질 배출량이 훨씬 심각한 것으로 조사되고 있어 밭경지 비점오염저감기법 개발 및 체계적인 제어대책 수립이 무엇보다도 절실하다. 현재 선진국을 중심으로 다양하게 제시되고 있는 밭경지 비점오염 제어기법들 중 초생대에 대한 성공적 연구사례 및 적용사례에 대한 자료가 상당히 많이 제시되고 있으나, 우리나라의 경우 초생대를 적용한 밭경지 비점오염저감에 대한 기술개발 및 체계적인 연구가 아직 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 초생대의 현장설치 및 모니터링을 통해 초생대의 비점오염부하 저감효과에 대한 기초조사를 실시하고 우리나라 밭경지에서의 적용가능성을 알아보고자 한다. 초생대 현장 실험을 위한 시험포는 경상북도 군위군 효령면에 위치한 경북대 농생대 부속농장 밭경지 $1,500m^2$ (455평)를 선정하였다. 시험포는 1개의 대조구와 6개의 처리구로 구성하였으며, 각 시험구의 크기는 길이 12m ${\times}$ 폭 4m (초생대 길이 2m ${\times}$ 폭 4m 포함)로 하였다. 초생대 조성을 위한 초종선정은 초생대 조성이 용이하고 관리효율성이 높은 초종으로서 손쉽게 구할 수 있고, 우리나라 기후와 토양특성에 적합하며 초생대 기능에 부합한 것으로 선정하였다. 초생대 시험포장에 재배할 작물은 우리나라 대표 밭작물인 콩으로 선정하였으며, 작물재배를 위한 퇴비, 비료, 제초제 등은 농촌진흥청에서 제시한 표준재배법에 준하여 시용하였다. 초생대 비점오염저감효과를 평가하기 위해서 시험포장에 플륨, 수위계, 강우계 등으로 구성된 모니터링시스템을 설치하였으며, 플륨의 수위-유량 캘리브레이션을 실시하였다. 실험을 위해 2회의 인공강우와 1회의 자연강우에 대한 모니터링을 실시하였다. 그 결과 초생대 조성이 유출률에 상당한 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 인공강우의 경우 초생대 설치에 따라 유출률의 범위가 14.5~95.8% 정도로 감소되는 현상을 보였으며, 자연강우에서도 6.1~11.3% 정도의 유출률 감소를 보였다. 초생대 시험구별 유출률에 차이를 나타낸 이유는 현장실험시의 시험구별 지면조건과 초생대 초종별 특성(초장, 경경, 밀도 등)의 차이에 기인한 결과로 사료되었다. 비점오염저감효과 측면에서는 기존 밭농사 방식을 그대로 채택한 대조구에 비해 초생대 시험구에서 TS의 경우 15.6~90.3%, T-P의 경우 49.9~87.8%, T-N의 경우 6.7~91.1%의 저감율을 각각 나타내었다. 이러한 결과들을 통해 초생대 기법이 우리나라 밭경지 비점오염부하를 저감시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.25 no.4
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• pp.36-42
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• 2021

When the landfill gas generated at the landfill site is released into the atmosphere, methane gas with a high global warming potential is emitted, which adversely affects climate change. When methane contained in landfill gas is used as fuel for internal combustion engines and burned to generate electricity, it is emitted into the atmosphere in the form of carbon dioxide, which can contribute to lowering the global warming potential. Therefore, in order to use the landfill gas as fuel for power generation using an internal combustion engine, it is important to increase the thermal efficiency of the engine. Thus, it is necessary to use a fuel supply system in which gas is injected using an electronically controlled injector at an intake port for each cylinder rather than a fuel supply technology using the conventional mixer technology. In order to use the electronically controlled gas injection method, it is important to accurately measure the mass flow rate according to the conditions of using landfill gas. For this, a study was conducted to measure the injection amount and calculate them in order for the intake port gas injection of landfill gas.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.6
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• pp.816-821
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• 2017

An integrated slow mixing/sedimentation and net fit fiber filtration system has been developed to reduce the high concentrations of suspended solid (SS) and total phosphorus (T-P) in the reject water from sewage/wastewater. A filtration device used in this experiment consists of coagulation, in-line mixing, air injection, slow mixing/sedimentation, and filtration processes. The performance test using this device was carried out with six operational modes for reject water from sewage treatment plant. Experimental conditions used were 16.7, 33.3, 41.7 and 50.0 ton/day of flow rate and 2~4 of Al/P molar ratio. By injection of coagulant in each operational mode, the high removal efficiencies of SS and T-P were obtained, but continuous operation time was decreased to 7.8~11.4 min in most modes. However, when the Mode 5 of the developed filtration device was applied, the continuous operation time was maintained up to 88.2 min. Also, it was found that the continuous operation time in the Mode 5 using the developed system was increased from 8 to 11.3 times longer than those in other modes. Backwashing flow rate was also very low at 5.4% of total filtered water. Therefore, it can be concluded that the Mode 5 of the developed filtration system was the most efficient treatment method for the removal of high concentrations of SS and T-P.

• Polymer(Korea)
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• v.36 no.2
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• pp.177-181
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• 2012

This study presents the preparation of double emulsions in a poly(dimethylsiloxane) (PDMS)-based microfluidic device. To improve the wettability of hydrophilic continuous phase onto a hydrophobic PDMS microchannel, the surface was modified with 3-(trimethoxysilyl) propyl methacrylate (TPM) and then sequentially reacted with acrylic acid monomer solution, which produced selective covalent bonding between acrylic acids and methacrylate groups. For the proof of selective surface modification, tolonium chloride solution was used to identify the modified region and we confirmed that the approach was successfully performed. When water containing 0.5% w/w sodium dodecyl sulfate and 1% w/w Span80 with hexadecane were loaded into the selectively modified microfluidic channels, we can produce stable double emulsion. Based on the spreading coefficients, we predict the morphology of double emulsions. Our proposed method efficiently produces monodisperse double emulsions having 48.5 ${\mu}m$(CV:1.6%) core and 65.1 ${\mu}m$ (CV:1.6%) shell. Furthermore, the multiple emulsions having different numbers of core were easily prepared by simple control of flow rates.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.908-908
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• 2012

국내 기후 특성상 하절기에 집중되는 강우로 인해 댐의 건설을 홍수조절, 용수확보 및 전력생산 등의 목적에 있어서 불가피하다. 이와 같은 저수지와 하류하천은 댐 수문 개폐에 따라 흐름변화로 인하여 수체의 거동 및 수질 변화가 발생하며, 일반적인 하천과는 다른 특성을 지니게 된다. 또한 수심이 깊은 저수지의 경우에는 흐름방향과 더불어 수심 방향의 특성도 중요하며, 수리 및 수질 모형의 연계를 통한 3차원적인 해석을 필요로 한다. 유역 내 지상 또는 대기에서 발생한 모든 오염물질은 강우에 의해 하천과 호수와 같은 수체로 유입되며, 강우가 발생했을 때 유역의 토지피복 상태와 수리, 지형, 강우강도, 토양의 특성에 의해 하천으로 유입되는 오염물질의 농도와 부하특성이 달라진다. 비점오염물질의 축적이 가능한 호수나 저수지에서는 비점오염원의 유입이 더 큰 문제가 되며, 유량이 극히 미미한 하천의 경우에는 강우초기에 일시에 집중적으로 유입되는 초기 오염 부하량이 문제가 된다. 강우유출수의 하천 유입은 강우 현상과 밀접한 관계를 맺고 있으므로 그 제어가 쉽지 않다. 이러므로 이를 총괄하는 유역통합관리기술이 필요로 하며, 기존의 유역통합관리기술은 댐 상류유역을 중심으로 개발되고 있으며, 댐 상류유역과 저수지, 하류하천으로 구분되어 연구되어 왔다. 또한 각각의 모형이 개별적으로 적용되어 통합적인 평가시스템이 표준화되지 않은 관계로 댐 상하류 모니터링 자료가 연계된 실무 적용이 이루어지지 않고 있다. 따라서 하천 수리 수문학적 역학구조를 이해하고 그 특성에 적합하게 평가할 수 있는 표준화된 시스템이 구축되어야 한다. 또한 효과적인 유역통합관리를 위해서는 하천의 현재 뿐만 아니라 장래에 대한 예측부분도 포함되어야 한다. 본 연구에서는 댐 유역에서의 유출과 수질 변화를 모의하고 이를 이용하여 저수지 내에서의 오염물질 거동에 대해서 해석하였다. 또한 기후변화에 따른 유역, 저수지 및 하천에 미치는 영향을 고려하기 위하여 고해상도 지역기후전망 모의자료를 이용하여 수문학적 스케일로 통계적 상세화한 후 지역별 상세수문시나리오를 생산하여 미래 예측에 활용하였다. 기후변화 시나리오의 상세화를 통한 상세지역의 기후를 예측하고, 예측된 기상자료를 이용하여 유역모델을 모의하여 미래의 유출 및 수질 변화를 파악할 수 있는 기술 개발로 인해 저수지의 운영에 도움을 주고, 주수지의 치수증대 사업 등 유출의 변화에 따른 하류하천 변화를 파악할 수 있고, 기후변화에 따른 하류하천에 대한 홍수기 때 치수, 이수 및 방재에 대하여 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.19 no.3
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• pp.365-371
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• 2009

This paper address the characteristics of loading pollutants caused by the unit agricultural area to establish an efficient management method in NPS (non-point source). The relationship between rainfall and runoff shows good coefficient with 0.92, when the event which shows relatively long antecedent dry days is excepted. The impact of runoff volume on the runoff coefficient can be described by the rainfall intensity strongly. The pollutant EMCs (event mean concentrations) in runoff increased by the increase of antecedent dry days due to dry soil conditions. As the similar pattern of pollutant's loads such as TSS, BOD, COD, TN and TP, it is cleared that other pollutants can be removed when TSS is removed. Therefore the system using only runoff coefficients is not sufficient for the prediction of pollutant loads. It is necessary to consider soil conditions such as rainfall, antecedent dry day, antecedent rainfall etc. for the prediction system.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.1
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• pp.25-33
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• 2018

Renewable energy has been of interests in the area of modern alternative fuels. Biogas is produced in waste landfill sites through anaerobic digestion processes, including hydrolysis, acidogenesis, organic acid fermentation (acetogenesis), and methane fermentation (methanogenesis). High contents of fine dust and moisture limited its utilization for direct combustion, town gas and vehicle fuel. Thus, this study proposed a new design for a cooling device using a centrifugal cyclone for simultaneous removal of fine dust and moisture as a pretreatment in the purification processes. A heat exchanger and an ID fan, which are installed inside and outside of the cyclone, in order to cool the humid gas below the freezing point and form a foggy mist. Such an atmosphere enhanced to capture fine dust as recirculating the cold mist flow. The water removal rate was 80.8% at a relative humidity of 95%, and the particle removal efficiency was 98.3% for $2.5{\mu}m$. Simultaneous removal efficiency was 70.8% and 99.6% for particle and moisture respectively.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.12
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• pp.1367-1373
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• 2011

This research concerns the development of a compression/absorption high-temperature hybrid heat pump that uses a natural refrigerant mixture. Heat pumps based on the compression/absorption cycle offer various advantages over conventional heat pumps based on the vapor compression cycle, such as large temperature glide, temperature lift, flexible operating range, and capacity control. In this study, a lab-scale prototype hybrid heat pump was constructed with a two-stage compressor, absorber, desorber, desuperheater, solution heat exchanger, solution pump, liquid/vapor separator, and rectifier as the main components. The hybrid heat pump system operated at 10-kW-class heating capacity producing hot water whose temperature was more than $90^{\circ}C$ when the heat source and sink temperatures were $50^{\circ}C$. Experiments with various $NH_3/H_2O$ mass fractions and compressor/pump circulation ratios were performed on the system. From the study, the system performance was optimized at a specific $NH_3$ concentration.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.28 no.4
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• pp.335-341
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• 2019

In order to provide basic data for uniformization of temperature distribution in heating greenhouses, heating experiments were performed in two greenhouses with a hot water heating system. By analyzing heat transfer characteristics and improving pipes layout, measures to reduce the variation of pipe surface temperature and to improve the uniformity were derived. As a result of analyzing the temperature distributions of two different greenhouses and examining the maximum deviation and uniformity, it was found that the temperature deviation of greenhouses with a large amount of hot water flow and a short heating pipe was small and the uniformity was high. And it was confirmed that the temperature deviation was reduced and the uniformity was improved when the circulating fan was operated. The correlation between the surface temperature of the heating pipe and the indoor air temperature was a positive correlation and statistically significant(p<0.01) in both greenhouses. It was confirmed that the indoor temperature distribution in a hot water heating greenhouse was influenced by the surface temperature distribution of heating pipe, and the uniformity of indoor temperature distribution could be improved by arranging the heating pipe to minimize the temperature deviation. Analysis of the heat transfer characteristics of heating pipe showed that the temperature deviation increased as the pipe length became longer and the temperature deviation became smaller as the flow rate in pipe increased. Therefore, it was considered that the temperature distribution and the uniformity of environment in a greenhouse could be improved by arranging the heating pipe to shorten the length and controlling the flow velocity in pipe. In order to control the temperature deviation of one branch pipe within $3^{\circ}C$ in the tube rail type hot water heating system most used in domestic greenhouses, when the flow velocity in the pipe is 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, $1.0m{\cdot}s^{-1}$, the length of a heating pipe should be limited to 40, 80, 120, 160, 200m, respectively.