본 연구에서는 동해화력 순환유동층 보일러와 유사한 3개의 사이클론을 갖는 직사각형 구조의 순환유동층 반응기를 이용하여 동해화력 운전조건 -연소로 공기 속도, 일-이차 공기비, 전체 고체량(inventory), 입도 및 입도분포 등- 에 따른 축방향 고체 체류량 및 순환량 등의 수력학적 특성을 고찰하였다. 상승관에서의 공기유속(U$_{0}$)이 증가함에 따라, 또는 PA/[PA+SA]비가 증가함에 따라, 그리고 전체 고체량(inventory)이 증가함에 따라 고채 채류량 및 순환량은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 넓은 입도 분포를 갖는 석탄 회재의 경우는 균일한 입도 분포의 입자들에 비해 입자 비산량 및 고체 순환량이 작을 것으로 나타났다. 한편, 층내에서의 고체 체루량 분포를 감소지수 a 및 K를 사용하여 나타낼 수 있었으며, a 및 K와 유속 및 입자간의 상관 특성치를 도출하여 유동 및 순환특성을 고찰하였다. 상기의 상관수는 균일한 입도의 모래에 비해 석탄회재가 비교적 큰 값을 나타내었으며, 상관수가 클수록 희박상 영역에서의 비산 및 고체 순환량이 작은 것으로 나타났다.다.
입도분포의 특징분석에 종래의 조직특성치 대신 수치해석적인 분해법의 적용을 시 도하였다. 그 결과 이 방법이 제주해협의 대륙붕 표층퇴적물과 같은 복모드형 입 도분포의 분석에 매우 유용함이 입증 되었다. 복모드형 입도분포 퇴적물은 제주해협 대륙붕에서는 86%의 높은 비율을 점한다. 종래의 입도특성치(평균, 표준편차, 왜도, 첨도)는 복모드형 입도분포에 대해서는 왜곡된 값을 보인다. 따라서 입도분포의 모드 에 대체로 대응되는 정규성분으로 분해해서 각 정규성분의 특성치를 해석함으로써 입 도특성치에서와 같은 특징의 누락이나 왜곡을 피할 수 있다. 제주해협 대륙붕의 167개 퇴적물 입도분포곡선을 비선형 최소자승법을 사용하여 정규성분으로 분해해서 총 387 개의 정규성분을 얻었다. 정규성분의 평균은 1-3 phi 8-9 phi에 집중되는 것이 많다. 이중 조립질 정규성분의 평균치는 복잡하고 특징적인 지리적 분포를 보인다. 이러한 분포는 퇴적물 총층후 분포와 매우 유사하며 해저면의 지질과 지형을 면밀하게 반영하 고 있다. 해저면을 형성하는 퇴적층은 플라이스토세 후기의 해침성 모래층이며 해저지 형은 플라이스토세말 빙하기 저해수면시기의 침식에 의해 형성된 것으로 보인다.
본 연구에서는 다양한 크기로 구성되어 있는 부유사의 연직방향 농도 분포와 흐름 특성을 동시에 모의할 수 있는 1차원 유사이동 모형을 제시하였다. 하상재료와 부유사의 입도분포를 고려하기 위해 유사입자의 크기범위를 여러 계급구간으로 분할하였으며, 각 계급구간에서 입경별 한계소류력은 Shields의 무차원 관계식을 바탕으로 산정하였다. 수치모형의 검증은 실험실 실험자료와의 비교를 통해 수행하였다. 수집한 실험실 실험자료에서는 연직방향으로의 유속분포와 농도의 분포, 부유사의 입도분포가 모두 제공된다. 수치모의 결과로부터 부유사 계산 과정에서 대표입경을 가정하여 적용하는 경우에 비해 여러 계급구간을 분할하는 경우 수치모의 결과의 정확도가 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 모의 결과는 이전의 연구사례에서 확인된 바 있다. 또한 하상으로부터의 거리가 멀어질수록 부유사의 입도분포가 양으로 왜곡되는 현상 또한 계산결과에서 확인되었다.
본 연구에서는 원과 선분을 이용하여 복잡한 형상의 입자를 표현할 수 있는 2차원 개별요소법(DEM) 알고리즘에 3종류(균등분포, 정규분포, 대수정규분포)의 입도분포를 구현할 수 있도록 하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 다양한 반지름을 갖는 원형요소를 구현하고 도상자갈을 원하는 입도분포로 모델링할 수 있었다. 그리고 우선적으로 균등분포에 대하여 변위제어 하중 재하 방식에 의하여 도상으로부터 노반으로 전달되는 응력을 파악하였다.
조밀하게 채취된 한욱 근해 대륙붕 상의 표층퇴적물의 입도 자료 1.044 개를 재해 석하였다. 이들 표층퇴적물의 입도곡선은 31%가 단일 모르를, 54%가 두 개의 모드를 보이며 나머지는 세 개 이상의 모르를 가진다. 단일모드 퇴적물과 북모드 퇴적물의 각 구성모드의 입도곡선은 대체로 정규분포와 세립질화 한다. 군산 앞바다 및 남해 외대 륙붕의 단일모드 모래지역의 지리적 분포는 중금속 및 부유퇴적물 농도의 최저값지역 과 거의 합치한다. 이상의 사실들에서 퇴적물의 세립질 모드의 입도분포가 현세의 운 반 퇴적과정을 잘 반영한다는 것을 알게되었다. 동시에 모드분석수법이 퇴적물의 입도 자료를 해석하는데 유용한 방법임을 알게되었다.
본 연구는 점착성 부유사의 입도분포에 적합한 이론적 확률분포형을 찾는 것을 목적으로 수행되었다. 유의수준 5%에 대해 적합도 검정을 수행한 결과, 실험실 실험자료와 현장실험 자료에서 측정된 플럭입도분포는 다른 결과를 나타냈다. 현장실험으로부터 얻어진 표본자료의 경우 왼쪽으로 치우친 지수분포의 형태를 나타내며, Gamma 분포가 가장 우수하였다. 실험실실험 자료의 경우 표본자료가 양의 왜도를 가지며 GEV 분포가 가장 적합하였다. 많은 연구에서 점착성 유사의 입도분포로 가정되는 2매개변수 Lognormal 분포의 경우 현장실험 자료와 실험실실험 자료 모두 적합하지 않았으며, 위치매개변수를 추가하여 3매개변수 Lognormal 분포 적용 시 점착성 유사의 입도분포를 모사할 수 있는 것으로 나타났다.
쌀가루의 입도분포를 네가지 방법; 현미경법, 표준체법, 전기저항법(Coulter counter) 및 공기역학법(Aerosizer)으로 측정한 후 비교하였다. 동일한 쌀가루에 대하여 네가지 방법중에서 현미경법에서는 가장 작은 입도들의 분포로 나타났고 표준체법에서는 가장 크게 나타났다. 현미경법에서는 실제의 입도분포보다도 작게, 표준체법에서는 실제보다 크게 나타났다. 전기저항법과 공기역학법에 의하여 측정된 입도분포간에도 다소 차이가 있었다.
하상재료 조사 결과는 하천 계획과 개발의 기초 자료로 사용한다. 그러나 우리나라에는 하천 특성을 반영한 적절한 하상재료 조사 및 분석 방법을 제시하지 못하고 있다. 따라서 태화강 도시하천 연장 5km 구간에서 높은 밀도로 시료채취를 시행한 후 하상재료의 분석 결과를 토대로 국내 하천 실정에 맞는 하상 재료 조사 및 분석 방법을 제안하고자 한다. 대상구간 5km에 대하여 250m 간격으로 시료 채취 간격을 설정하고, 하천의 중심 및 좌 우안의 시료를 채취하였으며, 심도별로 시료를 분리하여, 시료의 공간적 분포 특성을 판별할 수 있도록 하였다. 한편, 시료의 입도 분포와 유기물질 함량과의 관계, 입도 분포와 거리와의 상관관계를 분석하였다. 분석결과로부터 향후 시료채취의 적절한 간격과 시료채취의 적절한 깊이를 제안할 수 있다. 연구 성과는 하천 관련 계획이나 개발에서 실용적인 방법으로 활용할 수 있다.
해안 퇴적 환경의 가장 기본적인 특징은 퇴적물의 입도 특성을 통해 파악할 수 있다. 퇴적물 특성을 정량적으로 표현하는 대표적인 방법은 입자 크기에 대한 값을 이용하여 평균입도(mean size), 분급도(sorting), 왜도(skewness), 첨도(kurtosis) 등의 퇴적물 입도 조직 변수를 구하여 표현하는 것이다. 퇴적 환경에서 입도 분포는 퇴적물의 이동과 퇴적의 동적 상태를 나타내는 기본적인 정보이다. (중략)
내충격성 폴리스티렌 (HIPS)의 내충격성에 영향을 주는 중요한 요소 중의 하나는 분산된 고무상 입자의 크기 및 입도분포이다. 본 연구에서는 반응조건이 HIPS의 고무상 입자 크기 및 입도분포에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 HIPS를 중합 제조한 다음 고무함량, 교반속도 및 전중합 시간에 따른 고무상 입도분포 및 형태구조를 고찰하였다. 입도분석기로 분석한 결과, 톨루엔을 분산용매로 사용한 경우 열처리 온도가 낮을수록, 열처리 시간이 짧을수록 팽윤의 영향으로 고무상의 평균 입자경이 커졌지만, MEK의 경우에는 열처리 과정이 없어도 보다 합당한 입도분포를 얻을 수 있었다. 고무함량이 증가함에 따라 고무상의 평균 입자경은 뚜렷하게 커졌지만 고무함량이 적은 경우에는 교반속도가 증가하여도 평균 입자경은 그다지 큰 변화를 나타내지 않았다. 하지만 교반속도가 커짐에 따라 고무상 내의 폴리스티렌 포획입자는 크기가 균일해짐을 확인하였다. 또한 전중합시간에 따른 입도분포의 변화를 고찰한 결과 전중합 시간이 길어질수록 보다 작은 입도분포를 얻을수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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