• 제목/요약/키워드: 평형 계산

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고진공 상태에서 니트로벤젠과 m-크실렌용액중 요오드화갈륨과 1-요오드화프로판과의 상호작용 (The Interaction of Gallium Iodide with n-Propyl Iodide in Nitrobenzene and m-Xylene on High Vacuum)

  • 김영철;구덕자
    • 대한화학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.301-307
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    • 1991
  • 니트로벤젠 및 m-크실렌 용액내에서 1-요오드화프로판의 용해도를 8$^{\circ}$, 15$^{\circ}$및 25$^{\circ}C$에서 요오드화칼륨이 존재할 때와 존재하지 않을 때의 두 경우에 대하여 각각 측정하여 보았다. 요오드화칼륨이 존재하지 않을 때에 m-크실렌에서 1-요오드화프로판의 용해도가 니트로벤젠에서 보다 크다. 이것은 1-요오드화프로판과 m-크실렌의 상호작용이 니트로벤젠보다 더 강하다는 것을 나타낸다. 그리고 요오드화칼륨이 존재할 경우에는 용액내에서 1-요오드화프로판과 요오드화칼륨이 불안정한 착물이 생성된다. 이 착물을 여러 경우로 가정하여 계산하여 본 결과 1:1 착물일 때, 불안정 상수 K값이 비교적 일정한 값을 나타내었다. 그러므로 1:1 착물 n-C$_3H_7I{\cdot}GaI_3$가 형성됨을 알았으며, 이 착물은 용액내에서 다음 평형식에 의해서 이루어 진다고 본다. n-C$_3H_7I{\cdot}GaI_3{\rightleftharpoons}n-C_3H_7I+1/2Ga_2I_6$ 요오드화칼륨과 1-요오드화프로판의 착물의 불안정도를 이와 대응하는 요오드화메틸과 비교하여 보았다. 또한 이 착물의 해리에 대한 엔탈피, 자유에너지 및 엔트로피 변화도 산출하였다.

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Vortex Hybrid 로켓 난류연소과정의 모델링 해석 (Numerical Modeling for Turbulent Combustion Processes of Vortex Hybrid Rocket)

  • 조웅호;김후중;김용모;윤명원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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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.

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N,N'-bis-[2(S)-pyrrolidinylmethyl]ethane-1,2-diamine이 배위된 trans-Dichlorocobalt(Ⅲ) 착물의 합성과 특성 (Synthesis and Characterization of trans-Dichlorocobalt(Ⅲ) Complex Containing N,N'-bis-[2(S)-pyrrolidinylmethyl]ethane-1,2-diamine)

  • 김동엽;김남진;손병삼;이동진;오창언;도명기
    • 대한화학회지
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    • 제39권12호
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    • pp.940-945
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    • 1995
  • 입체특이성을 가지는 N, N'-bis-[2(S)-pyrrolidinylmethyl]ethane-1, 2-diamine(SS-epm) 리간드를 합성하여, $CoCl_2{\cdot}6H_2O$와 trans-$[Co(pyridine)_4Cl_2]Cl$에 각각 반응시켜 녹색결정을 얻었다. 원소분석과 전자흡수스펙트럼 자료에 따라 trans-$[Co(SS-epm)Cl_2]_2(COCl_4)$의 조성을 갖게됨을 확인하였다. 또한, 착물의 CD스펙트럼에서는 리간드의 입체특이성으로 인해 vicinal effect가 유발되었고, 장파장에서 음(-)의 cotton 효과를 나타내었으며, 킬레이트된 리간드의 conformation은 5원 킬레이트고리에 대해 ${\delta}{\lambda}{\delta}$(SRRS)를 취하고 있었다. SS-epm 리간드가 배위된 trans형 착물의 생성은 대이온으로 작용한 $Co(II)Cl_4^{2-}$가 대단히 중요한 이온회합 효과를 갖고 있음을 알게 되었다. 아울러, 분자역학(MM)적 방법으로 이차아민의 배향에 따른 각 이성질체의 strain energy를 계산하여, 평형상태에서 안전한 이성질체를 찾고, 동시에 분광학적 자료와 비교 검토하였다.

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신(新) 등가(等價) 곡선(曲線)보 이론(理論)에 의한 선체(船體) Corner부(部)의 응력(應力) 해석(解析) (Stress Analysis of the Corner Part of Ship Structures Using the New Equivalent Curved Beam Theory)

  • 장창두;나승수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.193-201
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    • 1992
  • 유한요소법(有限要素法)을 이용(利用)하여 선체(船體) corner부(部)의 구조(構造) 해석(解析)을 하기 위해서는 많은 mesh로 분할(分割)해야 하기 때문에 해석(解析) 시간(時間) 및 작업(作業) 시간(時間)이 막대(莫大)하게 소요(所要)되므로 최적(最適) 설계(設計)로 확장(擴張)하기 위해서는 유한요소법(有限要素法)의 비효율성(非效率性)을 배제(排除)하고 계산(計算) 시간(時間)이 적게 소요(所要)되는 새로운 해석방법(解析方法)의 개발(開發)이 절실(切實)하다. 지금까지 corner부(部)의 구조(構造) 해석(解析)을 하기 위한 이론적(理論的) 방법(方法)으로 등가(等價)의 곡선(曲線)보 이론(理論) 및 wedge 이론(理論)이 사용(使用)되어 왔으나 선체(船體)와 같이 비대칭(非對稱) 하중(荷重) 및 비대칭(非對稱) 구조(構造)를 갖는 구조물(構造物)에 대해서는 잘 맞지 않은 경향(傾向)이 있어 사용(使用)되고 있지 않는 실정(實情)이다. 본(本) 연구(硏究)에서는 이러한 점을 극복(克服)하기 위해 기존(旣存)의 등가(等價)의 곡선(曲線)보 이론(理論)에 비대칭(非對稱) 분포(分布) 하중(荷重)을 고려(考慮)하여 평형(平衡) 상태(狀態)에서 등가(等價)의 하중(荷重)이 되도록하고 비대칭(非對稱) 구조(構造)에 대해서도 대칭(對稱) 구조물(構造物)의 중첩(重疊)에 의해 등가(等價)의 강성(剛性)을 갖도록 치환(置換)하여 어떠한 하중(荷重) 및 구조물(構造物)이라도 응력(應力)을 근사(近似)하게 표현(表現)할 수 있는 신(新) 등가(等價) 곡선(曲線)보 이론(理論)을 정립(定立)하였으며 2부재(部材) 결합부(結合部) 및 3부재(部材) 결합부(結合部)에 대해 구조(構造) 해석(解析)을 수행(遂行)하고 membrane 요소(要素)를 사용(使用)한 유한요소법(有限要素法)의 결과(結果)와 비교(比較)하여 그 유용성(有用性을) 입증(立證)하였다.

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백두산 지역의 마이오세 알칼리 현무암에 포획된 페리도타이트의 암석학적/지화학적 특성 (Petrology and Geochemistry of Peridotite Xenoliths from Miocene Alkaline Basalt Near the Mt. Baekdu Area)

  • 김은주;박근영;김선웅;길영우;양경희
    • 암석학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.311-325
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    • 2017
  • 백두산 지역 중기 마이오세 알칼리현무암에 포획된 페리도타이트 포획암은 주로 첨정석 레졸라이트로 조립질의 원생입상 조직을 보인다. 이 포획암들은 감람석을 치환하는 이차기원의 사방휘석과 감람석 결정입자의 경계를 따라 멜트(즉, 유리)를 산출하고 있다. 백두산 페리도타이트 포획암의 감람석, 사방휘석 그리고 단사휘석은 높은 Mg#(90~92), 첨정석의 Cr#는 11~29를 나타낸다. 백두산 페리도타이트 포획암의 주성분원소 성분은 심해 페리도타이트의 특성을 나타낸다. 단사휘석은 불호정성 미량원소에 부화되어 있으며, 두 종류의 미량원소 패턴을 보여준다.: (1) 경희토류원소가 결핍된 형태($(La/Yb)_N=0.1{\sim}0.2$, $(La/Ce)_N=0.4{\sim}0.8$). (2) 경희토류원소가 부화된 형태($(La/Yb)_N=2.2{\sim}3.8$, $(La/Ce)_N=1.2{\sim}1.6$). 계산된 평형 온도와 산소 분압은 각각 $920{\sim}1050^{\circ}C$${\Delta}fO_2(QFM)=-0.8{\sim}0.2$이다. 백두산 페리도타이트 포획암들은 최대 15% 정도의 마그마를 만들고 난 후 맨틀에 남아있는 잔류 암석으로, 그 이후 실리카와 경희토류원소에 부화된 유체(혹은 멜트)에 의해 다양한 정도의 모달/은폐 교대작용을 경험하였음을 반영하고 있다.

원전주변 환경시료의 766 keV 감마선에너지 피크에 대한 해석 (Analysis of 766 keV Gamma Peak from NPP Environmental Samples)

  • 김완;이해영;양희선;박해수;김봉국;박환배;김홍주;이상훈
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제34권4호
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    • pp.190-194
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    • 2009
  • 울진원자력발전소 주변의 환경시료 해조류에서 검출된 766 keV 감마선에너지 피크를 여러 연구기관에서 $^{95}Nb$ 핵종에서 방출된 것으로 해석하고 있다. 그러나 원전의 액체폐기물 처리설비의 장치개선으로 $^{95}Nb$ 배출량이 현격히 감소하였음에도 불구하고 지속적으로 환경시료에서 $^{95}Nb$ 핵종이 검출되고 있는 현상에 대해서 보다 더 정밀한 기술적인 검토가 필요하였다. 이에 측정 스펙트럼을 정밀 분석한 결과, 766 keV 감마선에너지 피크와 $^{234}Th-^{234}mPa$ 붕괴 계열의 다른 감마선에너지 피크(63, 92 및 1001 keV)들이 동시에 같이 검출되고 있으며, 이들 4종의 감마선에너지 피크 계수율의 시간에 대한 변화로부터 계산된 반감기가 $^{234}Th-^{234}mPa$ 붕괴 계열의 방사평형시 방사능반감기 24.1 일과 매우 비슷한 값을 나타내었다. 또한 766 keV 와 1001 keV 피크의 상대적인 계수율의 비가 $^{234}mPa$의 감마선방출율의 상대적인 비 0.35와 매우 비슷한 값을 나타내었다. 따라서 이러한 점에서 지금까지 $^{95}Nb$ 핵종에서 방출된 것으로 판단했던 766 keV 감마선에너지 피크는 자연방사성핵종인 $^{234}mPa$ 핵종에서 방출된 것으로 판단된다.

팽화 홍미삼, 홍삼절편 및 백미삼 분말의 흡습특성 (Absorption Characteristics of Puffed Red Ginseng Lateral Root, Red Ginseng Main Root and White Ginseng Lateral Root Powder)

  • 김상태;윤광섭;권중호;문광덕
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.30-36
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    • 2008
  • 백미삼(지근), 홍미삼(지근) 및 홍삼절편(주근: 수삼-절편-증삼-건조)을 대상으로 팽화시켜 팽화 인삼분말의 흡습 특성을 조사하고 수분활성도 예측모델을 수립하였다. 등온 흡습곡선은 대부분의 식품들과 같이 역S형의 형태을 나타내었으며 가장 낮은 온도인 $5^{\circ}C$에서 평형수분함량이 가장 높았다. 단분자층수분함량은 BET식 에 의해 $0.034{\sim}0.045g$ $H_2O/g$ solid의 값으로 계산되었으며 BET식에 적용했을 때 $R^2$$0.98{\sim}0.99$로 GAB식 보다 높은 유의성을 보였다. 등온흡습곡선의 적합도는 Kuhn 모델식의 $R^2$가 0.99 이상으로 가장 높은 적합도를 보였으며 그 다음으로 Halsey 모델식이 비교적 높은 적합도를 나타내었고 편차에서도 Kuhn 모델식이 $2.83{\sim}8.65%$로 가장 낮게 나타났다. 수분활성도 예측모델 수립을 위해 각 독립변수의 최적함수로 시간은 1n 함수, 온도는 선형 그리고 수분활성도 (RH/100)는 선형함수를 선정하였으며 가장 적합한 수분활성도 예측모델식은 세 가지 시료 모두 시간과 수분활성도을 독립변수로 하는 모델식이 가장 적합한 것으로 나타났다.

Ibuprofen Racemate의 HPLC 분리실험과 FEMLAB 전산모사 연구 (Experimental and FEMLAB Simulation Study of Ibuprofen Racemate Separation in HPLC)

  • 이은;장상목;김종민;김우식;김인호
    • KSBB Journal
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    • 제21권3호
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    • pp.224-229
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    • 2006
  • 전산모사 프로그램인 FEMLAB을 이용하여 chiral center를 가지고 있는 racemate인 ibuprofen의 R-form과 S-form의 분리 전산모사 결과와 Kromasil KR100-5CHI-TBB 칼럼을 사용하여 HPLC를 통한 실험데이터를 비교 분석하였다. Hexane/t-BME/acetic acid(45:55:1 v/v%)의 이동상의 조건에서 이론단수(number of theoretical plates), 이론단높이(HETP; Height Equivalent to a Theoretical Plate)을 구하여 축방향 확산계수($Deff_i$)를 계산하였다. PIM(Pulsed Input Method)을 사용하여 분석한 결과 ibuprofen의 농도가 증가할수록 Langmuir 등온흡착식을 따르는 비선형 거동을 보였고, 각 농도에서의 체류시간($t_R$)과 phase ratio를 이용하여 비경쟁적 Langmuir 등온흡착식의 매개변수를 추산하였고, 이 매개변수를 이용하여 경쟁적 Langmuir 등온흡착식을 결정하였다. 실험을 통해 얻은 데이터를 FEMLAB 적용하여 등온흡착식의 변화에 따른 용리띠의 변화와 두 성분이 컬럼을 이동하는 동안 두 성분간 분리 과정을 관찰하였다. Ibuprofen의 농도, 유속을 변화시키면서 실험결과와 전산모사결과를 비교한 결과 실험결과와 전산모사결과가 비슷한 경향성을 보였다. 이와 같이 FEMLAB 전산모사 프로그램의 실험적용 가능성을 확인하였고. 실험과 일치하는 전산모사데이터를 얻기 위해서 고정상내의 세공에서의 물질전달을 포함하는 물질수지식의 적용과 비선형 흡착평형식에 대한 좀 더 정확한 식이 요구된다.

할선강성을 이용한 직접 비탄성 스트럿-타이 모델 (Direct Inelastic Strut-Tie Model Using Secant Stiffness)

  • 박홍근;김윤곤;엄태성
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.201-212
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    • 2005
  • 본 연구에서는 할선강성을 사용하여 반복계산을 수행하는 새로운 비탄성 스트럿-타이 모델인 직접 비탄성 스트럿-타이 모델을 개발하였다. 개발된 설계방법은 기본적으로 선형해석을 사용하므로 해석의 용이성과 안정성을 확보할 수 있으며, 동시에 부재의 비탄성 거동을 고려하여 힘의 평형조건과 변위의 적합조건을 동시에 만족시키는 설계를 수행할 수 있다. 본 연구에서는 제안된 해석/설계법의 절차를 정립하였고, 이를 반영한 해석프로그램을 개발하였다. 제안된 방법을 이용한 설계 예를 소개하였으며, 기존의 스트럿-타이 모델과 비교를 통하여 제안된 방법의 유효성을 검증하였다. 본 설계방법은 해석 및 설계의 일괄시스템으로서 과대 인장균열과 스트럿의 취성파괴를 방지하기 위하여 설계자에 의하여 의도된 설계전략을 직접적으로 반영할 수 있다. 본 스트럿-타이 모델은 비선형거동을 해석할 수 있으므로, 부정정 스트럿-타이 모델을 사용할 수 있으며, 스트럿과 타이요소의 국부변형을 제어할 수 있으므로, 다양한 성능수준에 대한 성능기초설계방법으로 사용할 수 있다.

염기성 염료 Basic Blue 3에 대한 야자계 입상활성탄의 흡착 특성 (Adsorption Characteristics of Coconut Shell-based Granular Activated Carbon on a Basic Dye Basic Blue 3)

  • 박하늘;최한아;원성욱
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권1호
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    • pp.96-102
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    • 2018
  • 본 연구에서는 Basic Blue 3 (BB3)에 대한 야자계 입상활성탄의 흡착특성을 평가하였다. 입상활성탄의 투여량이 증가함에 따라 BB3의 제거율은 증가하는 경향을 보였고, 0.2 g 투여량에서 초기농도 50 mg/L의 BB3가 완전히 제거되었다. 흡착평형은 초기농도 25 mg/L와 50 mg/L에서 각각 270분과 420분이 소요되었으며, 실험데이터는 유사 2차 속도식으로 잘 묘사되었다. Langmuir 식에서 예측된 최대흡착량은 298, 308, 318 K에서 34.45, 46.63, 53.10 mg/g으로 온도가 증가할수록 증가하였다. 또한, Gibbs 자유에너지 변화(${\Delta}G$)는 온도 증가에 따라 -7.37, -8.19, -10.40 kJ/mol으로 변화하였고, 엔탈피 변화(${\Delta}H$) 및 엔트로피 변화(${\Delta}S$)는 34.47 kJ/mol과 0.15 J/mol K로 계산되었다. 따라서 야자계 입상활성탄에 의한 BB3 흡착은 자발적이고 흡열적이었다.