BTEX로 오염된 혼합토(사질토/점토)의 정화를 위한 계면활성제 기법의 적용성 및 제거효율에 대한 연구를 진행하였다. 초기농도 275mg/kg으로부터 1975mg/kg의 BTEX로 오염시킨 8개의 컬럼에 물, methyl alcohol과 계면활성제 용액을 주입하였고 이때 계면활성제와 첨가물의 혼합과 비혼합시에 대해 제거거동을 비교 분석하였다. 물을 이용한 흙 세척법의 적용 결과 850 간극부피의 물을 주입하여 98%의 제거 효율을 보였으나 8mg/kg 이하의 저농도에서는 더 이상 제거가 이루어지지 않고 일정한 양상을 가지는 tailing effect를 보였다. 본 실험 결과 가장 우수한 조건은3% ethyl alcohol과 3% SXS를 첨가한 4% SOFTANOL(equation omitted)-90을 간헐적으로 주입한 경우였으며 이 때 95 간극부피에서 99.5%의 제거효율을 보였다. 실험결과 물을 주입하였을 경우 850 간극부피를 주입한 반면, 계면활성제 적용시 95-165 간극부피에서 84.5%-99.5%의 제거효율을 보였는데 이는 계면활성제 기법을 오염된 지반 정화에 효율적으로 적용할 수 있음을 나타내는 것이다.
Nocolok 브레이징을 이용할 경우 저농도 플럭스와는 달리 고농도 플러스를 이용해 필요한 부분만 도포해야 한다. 일반적으로 고농도 플럭스 도포의 경우 인력을 이용한 수작업을 실시하므로 작업이 비효율적일 뿐만 아니라 플럭스 분진 날림 몇 열 등으로 인해 기피하고 있는 실정이다. 그러므로 경제적이며 효율적인 고농도 플럭스 자동 도포 장치의 개발을 통한 품질 향상 및 생산 단가 저감 등이 절실한 실정이다. 본 연구에서는 고농도 플럭스 자동 도포 시스템을 제작을 위해 수치해석을 이용한 고농도 플럭스 혼합 탱크의 혼합 효율성 및 정수압력을 이용한 유량 분배 해석을 실시하였다.
탈납공정에 있어서 중요인자인 용제혼합비, 용제희석비 및 냉각온도에 대해 연구하였다. 용제로서 MEK와 toluene을 사용한 결과 혼합용제비로서는 저점도유 48:52, 고점도유 45:55가 이상적이었고, 용제희석비는 저점도유의 경우 1:2.8배로서 5회분할, 고점도유의 경우 1:3.5로 2회분할 첨가함이 가장 좋았으며 냉각온도는 영하 26$\circ$C로 탈납에 요구되는 시간은 오일의 종류비 따라 차이가 있음을 알았다.
국내 정수장에서는 여과사를 이용하여 원수를 정수하는 급속 및 완속 여과시스템을 이용하고있다. 대부분의 여과사는 해사인 규사로써, 구성광물의 광물학적 특성이 매우 제한되어 중금속이나 유기 오염물의 여과능력이 높은 편이 아니다. 따라서 항상 예기치 않게 발생될 수 있는 오염된 원수를 효율적이고 경제적으로 여과할 수 있는 여과물질 개발이 요구되고 있다. 따라서 이 연구에서 해사를 대체할 수 있는 화강암 풍화산물인 장석질 모래에 일정량의 불석을 혼화하여 원수를 여과하였을 때 일어나는 지화학성의 변화 및 Cd, Cu, Pb와 같은 중금속의 제거능력을 시험하였다. 시험 대상 물질은 현재 정수장에서 사용하는 주문진 규사와 이 연구에서 제조된 장석질 여과사, 장석질 혼합사 I(불석 10% 혼화), 장석질 혼합사 II(불석 20% 혼화)이다. 장석질 혼합사 I 및 II는 주문진 규사와 장석질 여과사에 비해 대부분의 양이온 및 음이온이 높게 용출되었으며, Si, Ca, $SO_4$ 이온 용출은 Al,$ NO_3$, Fe, K, Mg, P 에 비해 높게 일어났다. 제올라이트의 함량을 높인 혼합사 II가 혼합사 I 비해 Na, Ca, Al과 같은 양이온의 용출농도가 보다 높게 일어났으며, 이 양이온들은 크리높틸로라이트 계열의 제올라이트로부터 주로 용출되었다. 주문진 규사와 장석질 여과사는 Cd, Cu, Pb에 대해 제거능이 거의 없거나 약한 제거율을 보였다. 이에 반하여 장석질 혼합사I, II는 Cd과 Cu에 대해 낮은 제거율을 보였으나 Pb에 대해서는 상대적으로 매우 높은 제거율을 보였다. 장석질 혼합사 I, II는 저농도(100 ppm)의 Cd, Cu, Pb에 대하여 비교적 높은 제거율을 보이는 것으로 나타났으며, 장석질 혼합사 II는 저농도(100 ppm)의 Pb 용액과 반응시킨 경우 상당히 높은 제거율 (90.7%)을 보였다. 고농도(500 ppm) 영역에서는 장석질 혼합사 I, II는 Cd의 흡착량이 Cu, Pb에 비하여 높게 나타났으며, 제거율도 각각 24.0%, 28.2%로 가장 높게 나타났다. 제올라이트의 혼합비가 10%에서 20%로 증가할수록 중금속의 흡착량과 제거율이 향상되었다. 이는 장석질 혼합사를 여과사로 이용 할 경우 제올라이트를 적정 비율로 혼화하면 높은 중금속 제거 효과가 있는 것으로 판단된다.
추력 및 혼합비 조절을 목적으로 제작된 유량조절밸브를 AMESim(4.3.0) 시뮬레이터를 통해 모델링 을 수행했다. BLDC 모터(Brushless D.C. motor)를 이용하는 유량밸브의 조절을 위하여 속도조절기법을 제안했으며, 실험을 통해 그 성능을 보였다. BLDC 모터의 속도제어 기법을 이용하는 조절밸브는 P제어 보다 시스템 활용 시 용이하고, 유량조절 실험결과를 통해 시스템에 적용 가능성을 시사했다. 플런 저 형상에 따라 유량 조절 특성을 평가했고, 두 개의 조절밸브를 이용하는 혼합비 조절의 경우 동일한 플런저 형상을 적용하는 것이 적절했다. 혼합비 조절 시 섭동 폭을 줄이기 위해 밸브 플런저의 형상을 수정한 결과 0.5%로 감소했다.
본 연구에서는 다양한 카올리나이트 혼합비에 따른 카올리나이트-모래 혼합토의 특성을 실험적으로 분석하였다. 이를 위하여 기본물성실험과 다짐시험을 실시하고 그 결과를 분석하였으며, 카올리나이트와 모래입자 간의 상호 구조를 더욱 자세히 분석하기 위하여 현미경 사진을 이용한 관측을 추가적으로 수행하였다. 실험결과, 카올리나이트 혼합비가 증가할수록 비표면적의 증가에 따른 함수비의 증가 및 모래입자와의 강한 결합구조를 형성하는 것으로 나타났으며, 최대 건조밀도는 감소하고 초기간극비는 증가하는 것으로 나타났다. 현미경 사진 분석 결과, 세립분 함량의 증가에 따라 모래의 특성이 지배적인 비율, 중간 비율, 세립분의 특성이 지배적인 비율을 확인할 수 있었으며, 세립분의 함량이 25-40% 정도인 경우에 입자간 상호작용이 잘 이루어지는 것을 관측할 수 있었다.
본 연구에서는 인지질-비이온계면활성제의 혼합계면활성제를 이용하여 옥틸도데실미리스테이트를 조성상전이 유화법으로 O/W 타입 나노에멀젼을 제조하였다. 혼합 계면활성제와 오일의 농도 비가 1 : 1 정도의 매우 좁은 영역에서 나노에멀젼이 형성되었다. 비이온계면활성제로만 제조된 나노에멀젼과는 달리 전상점 이후에 수용액상을 첨가함에 따라 에멀젼의 입자 크기가 감소하였다. 제조된 나노에멀젼은 실온에서 한 달 이상 안정하였다. 인지질을 함유하고 저에너지 유화법으로 제조된 나노에멀젼 제형은 화장품의 기재로서 널리 사용될 수 있다.
본 논문에서는 액체로켓엔진에서 터보펌프의 160kW급 터빈을 구동하고, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 가스발생기의 설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 충돌형 F-O-F 인젝터, 물냉각 채널을 가진 연소실, torch ignitor, turbulence ring 그리고 측정 링을 갖는 가스발생기에 대해 기술하였고, 점화, 연소, 종료 등의 시험 cyclogram에 대해 언급하였다. 설계점에서의 연소시험 및 turbulence ring 장착여부, 연소실 길이 변화에 따른 연소시험의 결과들에 대해 기술하였다. 연소시험 결과 가스발생기는 설계점에서 안정된 작동성을 보여주었고, 연소압력 및 온도 등의 성능이 예측치에 근접하는 결과를 보여 주었다. Turbulence ring은 출구에서의 가스온도를 균일하게 분포시켜 효과적인 혼합 장치임을 보여 주었고, 4-6msec 정도에서의 잔류시간에서는 연소효율의 차이가 크지 않음을 알 수 있었다. 가스발생기 출구에서의 온도는 공급되는 추진제의 O/F ratio에 따라 매우 민감하게 반응함을 알 수 있었다.
액체로켓엔진에서 터보펌프의 160kW급 터빈 구동용의, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 가스발생기의 탈설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 가스발생기의 탈설계점 연소시험에서 연소압력은 O/F비와 추진제 공급유량의 함수로 나타나는데, 출구 온도편차는 turbulence ring이 있는 경우 ±7.5K 이내로 매우 균일한 공간적 온도분포임을 확인하였다. 각각의 탈설계점 연소시험에서 가스발생기 출구 온도는 가스발생기로 공급되는 추진제의 O/F 비의 함수로 나타낼 수 있었다. 본 가스발생기의 탈설계점 연소시험 결과, 특히 가스발생기의 혼합비와 가스온도와의 관계는 향후 개발되어질 가스발생기 설계나 저혼합비 연소해석 코드를 작성 시 매우 유용하게 사용되어질 것이다.
본 논문에서는 dual-rail data encoding방식을 적용하여 비동기식시스템을 설계할 때, 신호천이를 줄이고 소비전력을 줄이기 위하여 4-phase handshaking 프로토콜과 2-phase handshaking 프로토콜을 혼합한 dual-rail data encoding방식을 제안한다. 기존의 dual-rail data encoding 4-phase handshaking 프로토콜은 space state가 존재함으로 말미암아 신호 천이가 많이 발생하게 되고 많은 전력소비를 발생한다. 이론적으로 dual-rail data encoding 2-phase handshaking 프로토콜은 dual-rail data encoding 4-phase handshaking 프로토콜보다 빠르고 신호천이도 적지만 표준 라이브러리를 사용하여 설계할 수 없다. 제안하는 혼합형 dual-rail data encoding 방식의 성능을 평가하기 위하여 Adder블록, Multiplier블록, Latch를 포함한 benchmark회로를 설계를 설계하였다. Benchmark회로를 이용하여 시뮬레이션해본 결과, 제안하는 혼합형 dual-rail data encoding방식은 기존의 dual-rail data encoding 4-phase handshaking 프로토콜에 비해 35%이상 전력소비가 감소되는 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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