• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.579-589
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• 2015

본 연구의 목적은 수직으로 강제 진동하는 소수성 표면 위에 놓인 액적의 유동 및 증발 특성을 이해하는 것이다. 액적의 공진주파수를 예측하기 위해서 Lamb과 Strani and Sabetta의 이론적 고유진동수식을 이용하였고, 실험값과 비교하여 보다 근접한 고유진동수 식에 대해 타당성을 검증하였다. 액적의 형상 및 내부 유동을 가시화하기 위해 초고속카메라, 초접사렌즈 그리고 연속광을 사용하여 진동하는 소수성 표면 위 액적의 유동 및 증발 특성을 확인하였다. 그 결과 각각의 모드에서 액적은 다양한 형상을 가졌으며, 각각의 액적 내부에서 복잡한 와류가 관찰되었다. 일반적으로, 유동흐름이 대칭축을 따라 위로 상승하여 액적상단에서 표면을 따라 접촉선부근으로 이동하였고, 2차, 4차 모드는 분기형, 6차, 8차 모드는 큰 타원형의 유동패턴을 갖는 것을 확인하였다. 여러 가지 모드 중 4차 모드에서 가장 빠른 유동속도를 가졌으며, 다음은 8, 6, 2차 모드 순서였다. 네 가지 진동 모드에서의 증발률은 4, 8, 6, 2차 모드 순서로 빨랐으며, 각각의 공진에서는 그 주위 주파수 영역보다 빠른 증발률을 보였다. 마지막으로 진동을 이용한 액적의 증발은 4차 모드에서 진행되어야 보다 효율적인 진동 증발을 유도할 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.820-830
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• 1989

본 논문에서는 타이어의 각 부분의 물성치 계산을 위한 식을 유한요소법에 적용할 수 있도록 제안하였다. 이 식은 강철 코드의 굽힙효과를 고려 하였으며, 특히 각 요소에서 전단변형이 일어나는 동안의 굽힘효과를 고려하였다. 유한요소 공식화는 가상일의 원리에 의하여 평형 방정식으로부터 유도하였고, Updated refer- ence coordinate에 대해 증분해석을 적용하여 Updated Lagrangian공식화를 하였다. 그리고 차량하중에 의하여 타이어가 노면에 접지될때의 응력상태를 게산할 수 있도록 접촉문제 공식화를 유한요소 공식화에 첨가 하였다.

• 공업화학
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• 제8권3호
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• pp.473-481
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• 1997

Videomicroscopy를 이용하여 비이온성 계면활성제 수용액과 oleyl alcohol, oleic acid와 같은 극성 오일을 접촉시켰을 때 일어나는 동적 거동을 관찰하였다. Vertical-stage의 현미경을 사용하여 비이온성 계면활성제 수용액상 위에 동일한 부피의 오일상을 주입하여 두 상을 접촉시켰을 때 일어나는 계면활성들, 특히 detergency 결과에 중요한 영향을 미치는 중간상 형성, 확산에 의한 과포화로 인하여 일어나는 자발적 유화 현상 등을 관찰하였다.극성 오일로 각각 oleyl alcohol과 oleic acid를 사용하여 1wt% $C_{12}E_5$ 수용액과의 동적 거동을 관찰한 결과는 동일한 경향을 나타내었다. 즉 운점보다 낮은 온도 조건에서는 오일상과 계면활성제 수용액상의 상호작용이 거의 없는 것을 관찰할 수 있었으며, oleyl alcohol을 사용하여 운점보다 높은 온도 조건인 $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $51.7^{\circ}C$에서 실험한 lamellar liquid crystal이 중간상으로 형성되었고 확산에 의한 과포화로 인한 자발적 유화 현상을 관찰할 수 있었다. 또한 oleyl alcohol 시스템에 대한 개략적인 상 평형도를 이용하여 각 온도 조건에서 oleyl alcohol과 계면활성제 수용액상이 접촉할 때 일어나는 중간상의 생성 및 자발적 유화 현상 등의 동적 현상들을 diffusion path를 사용하여 이해하였다.

• 공업화학
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• 제25권2호
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• pp.142-146
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• 2014

9성분계 모델 콜타르 유분 중에 함유된 질소고리화합물(NHC)의 분리를 분배평형에 의해 검토했다. 원료로서는 NHC group (NHCs; quinoline (Q), iso-quinoline (iQ), indole (In), quinaldine(Qu)), 2환 방향족 화합물 group (BACs; 1-methylnaphthalene (1MN), 2-methylnaphthalene (2MN), dimethylnaphthalene (DMN)), biphenyl (Bp)과 phenyl ether (Pe)로 제조한 모델 콜타르 유분을, 용매로서는 메탄올 수용액을 각각 사용했다. 액-액 접촉 장치로서는 회분 교반기를 각각 사용했다. 평형조작 온도가 상승함에 따라 NHCs의 분배계수는 증가했으나, 역으로 BACs를 기준한 NHCs의 선택도는 감소했다. 초기 물/용매의 체적비가 감소함에 따라 BACs를 기준한 NHCs의 선택도는 급격히 감소했으나, NHCs의 분배계수는 증가했다. 일정 조건하에서, 각 group별 분배계수와 BACs를 선택도의 순서는 NHCs > Bp > BACs > Pe와 NHCs > Bp > Pe를 각각 나타냈다. 또한 전체 성분에 대한 분배계수의 순서는 In > iQ = Q > Qu > Bp > 1MN = 2MN > Pe > DMN을 나타냈다. 메탄올 추출에 의해 얻어진 NHCs의 최대 수율과 BACs를 기준한 NHCs의 최대 선택도는 각각 94%, 23이었다. 본 연구를 통해 얻어진 실험적 결과를 이용하여 콜타르 중에 함유된 NHCs의 회수공정을 검토했다.

• 한국식품과학회지
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• 제22권6호
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• pp.711-715
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• 1990

식품 및 의약품 원료로 이용되고 있는 Iysozyme을 난백으로부터 이온교환 크로마토그래프를 이용하여 연속추출하였다. 사용된 수지는 지금까지 수율, 순도, 작동용이성에서 가장 효과적이라고 밝혀져 있는 Duolite C-464 양이온교환수지를 선택하여 $Na^+$형으로 $pH\;7.9{\pm}0.1$로 평형화하여 사용하였다. 조제용 자동 Liquid Chromatography(LC) system(column size ; i.d. 50 mm, bed volumn ; 1020 ml)에서 수지 평형화, 난백접촉, rinse, lysozyme용출 순으로 cycle을 연속적으로 반복하면서 시행하고 그 재현성을 관찰하기 위해 각 cycle별 rinse끝점과 용출끝점의 UV level을 비교하였다. 그 결과 rinse끝점은 19 cycle까지 30% 이하를 유지하였다. 용출 끝점은 17 cycle까지는 30% 이하에서 비교적 안정하였으나 18 cycle 이후 부터는 50% 이상으로 용출능력이 현저하게 감소하였다. 또한, 회수율 비교에서 17cycle까지는 90% 이상을 유지하다가 18cycle에서는 72%, 19 cycle에서는 65%로 격감하였다. 본 추출 정제 lysozyme은 전기영동상 단일 band로 나타났고, densitometer로 측정한 순도는 99% 이상이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.31-37
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• 2009

양쪽성 계면활성제는 등전점 이하의 pH 조건에서 양이온 계면활성제로 작용함으로써 유연력을 나타낼 수 있으며, 등전점 이상의 pH 조건에서는 음이온 혹은 비이온 계면활성제로 작용하여 세정력을 나타낼 수 있다. 따라서 pH에 따른 양쪽성 계면활성제의 특성을 활용하면 한 종류의 계면활성제 분자로 세정력과 유연력을 동시에 발휘할 수 있다. 본 연구에서는 betaine 양쪽성 계면활성제에 대하여 계면활성제의 기본적인 물성(CMC, 표면장력, 계면장력, 접촉각, 점도, 계면활성제 시스템의 상거동 등)을 측정하였으며, 또한 계면활성제 수용액에 대하여 QCM(quartz crystal microbalance) 실험과 zeta potential 측정을 통하여 양쪽성 계면활성제가 양이온 계면활성제에서 음이온 계면활성제로 작용이 전환되는 등전점을 결정하였다. Betaine 계면활성제의 CMC는 약 $10^{-4}mol/L$ 이며, CMC에서의 표면장력은 약 32 mN/m이었다. Spinning drop tensiometer를 사용하여 1 wt% 계면활성제 수용액과 n-decane 오일 사이의 계면장력을 pH 2~10의 조건에서 측정한 결과, 계면장력은 pH 5까지 증가하다가 그 이후 감소하는 경향을 보였으며, 평형에 도달하는 시간도 유사한 경향을 나타내었다. 본 연구에서 사용한 betaine 양쪽성 계면활성제의 등전점을 QCM 실험을 통하여 측정한 결과, 등전점은 pH 3.0~3.3에 존재하였으며, 이 결과는 zeta potential 측정 결과와 동일함을 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권1호
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• pp.27-35
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• 2002

가압경수로 일차냉각수내 탈염공정의 효과적 운용을 위하여 Amberlite IRN-77 양이온 교환수지의 특성 및 Co(II), Ni(II), Cr(III), Fe(III) 이온의 흡착거동을 연구하였다. 용존 금속이온 농도가 약 $200\;mgL^{-1}$인 용액 100 mL에 대하여 이온교환수지 투입량은 약 0.6 g이 가장 적절하였으며, 이온교환 반응 속도 측정 결과 대부분의 흡착은 반응 1 시간 이내에 신속히 발생하였다. 수지에서의 양이온 교환은 Langmuir 흡착등온선을 잘 따르는 것으로 나타났으나, Fe(III)의 경우, 다른 금속과는 달리 쉽게 평형에 이르지 못하였으며 이는 공기와 오래 접촉한 결과 철산화물 또는 수산화물을 형성하며 용액 중으로부터 침전되기 때문인 것으로 관찰되었다. 전자가가 동일한 Co(II)와 Ni(II)가 동시에 포함된 모의 조제용액에 대하여 흡착실험을 한 결과, 각 이온은 거의 동일한 흡착거동을 보였다. 그러나 전자가가 큰 Cr(III)이 첨가된 경우, 이들은 기존에 수지에 흡착되어 있던 전자가가 낮은 금속들을 탈착시키고 대신 흡착하는 경향을 보였다. 따라서 이온교환수지를 이용한 효과적인 탈염 공정을 위해서는 용존 금속 상호간의 경쟁적 흡착관계의 규명이 필요한 것으로 여겨진다.

• 공업화학
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• 제2권2호
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• pp.108-118
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• 1991

황화 $CoMo/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매를 사용하여 473~723K의 온도와 $10{\sim}15{\times}10^5Pa$의 압력 그리고 접촉시간 0.0125~0.03 g-cat hr/ml-feed 범위에서 pyridin의 수첨탈질반응과 m-cresol의 수첨탈산소 반응의 상호작용 및 그 속도론에 관하여 연구하였다. Pyridin의 수첨탈질반응과 m-cresol의 소첨탈산소 반응의 상호반응을 저지억제하였으며, pyridin에 의한 m-cresol의 수첨탈산소반응의 억제효과는 m-cresol에 의한 pyridin의 수첨탈질반응의 억제효과보다 더 컸으나 반응성은 m-cresol이 더 높았다. Pyridin의 수첨탈질반응 속도식 및 m-cresol의 수첨탈산소반응 속도식을 LHHW 모델을 이용하여 구한 결과 ${\gamma}_{HDN}=k_{HDN}{\cdot}K_pC_p/(1+K_cC_c+K_pC_p)$, ${\gamma}_{HDO}=k_{HDO}{\cdot}K_cC_c/(1+K_cC_c+K_pC_p)$였다. 각 온도에서 반응속도상수 및 흡착평형상수를 구하여 Arrhenius plot 과 Van't Hoff plot을 행하여 구한 활성화 에너지값은 pyridin과 m-cresol이 각각 16.21 Kcal/mole, 13.83 Kcal/mole이었고, 흡착열은 각각 -6.458 Kcal/mole, -5.045 Kcal/mole이었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.31-43
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• 2009

본 논문에서는 다양한 차종의 영향을 반영할 수 있고, 차량과 교량의 연성 운동방정식을 구성하여 시간 단계별 직접해를 산정할 수 있는 수치해석기법을 제시하였다. 운동방정식의 해는 직접적분법인 Newmark ${\beta}$을 이용하여 해석 단계별로 구성된 유효강성행렬과 유효하중벡터를 바탕으로 정적평형방정식의 해를 구하는 원리와 동일하게 산정하였다. 또한 해석의 효율성을 증진시키기 위하여 유효강성행렬은 Skyline 법에 의해 재구성하였으며, Cholesky의 행렬 분해기법을 동시에 적용하여 직접적인 역행렬 계산에서 야기되는 오차의 발생을 최소화 하였다. 또한 기존선 철도차량인 새마을 PMC 열차와 디젤 견인 무궁화 열차에 대한 3차원 정밀수치해석 모델을 개발하였고, 각 차량은 차체와 전 후방 대차에 각각 6자유도씩 고려하여 총 18자유도로 수치모델을 작성하였다. 교량은 3차원 공간뼈대 요소를 이용하여 모델링하였고, 차륜과 레일 접촉면의 불규칙성은 미국의 FRA에서 규정하고 있는 연직방향 및 횡방향틀림에 대한 PSD 함수를 이용하여 궤도틀림을 수치적으로 구현하였다. 제시된 수치해석 기법은 12 m, 18 m형 판형교의 실측결과를 이용하여 타당성을 검증하였으며, 실측 및 수치해석결과는 교량의 1차 휨 고유진동수의 2.0배를 기준으로 Low pass filtering 하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권2호
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• pp.92-98
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• 2004

본 연구에서는 생물흡착제인 미역을 사용하여 인공폐액내의 중금속의 흡착 특성을 조사하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 미역 폐기물을 이용하여 제조된 생물흡착제의 단일 중금속 흡착효율은 각 중금속 100 mg/L인 용액에 biosorbent 3g을 처리했을 때 Pb는 거의 100%였고, Cu와 Cd가 약 $85{\sim}86%$, Zn과 Cr은 약 $60{\sim}64%$, Co와 Ni은 약 57%, Mn은 약 48%였다. 복합중금속 흡착효율은 단일중금속 흡착효율에 비하여 Pb를 제외한 다른 중금속들은 크게 감소되었으나 biosorbent g당 전체 중금속 흡착량은 더 증가되었다. 온도, pH에 따른 중금속 흡착효율은 별 차이가 없었으며 전반적으로 pH는 pH $5{\sim}6$ 범위, 온도는 $20{\sim}30^{\circ}C$ 범위의 실온이 적당한 것으로 나타났다. 생물흡착제의 흡착평형은 모든 중금속이 1시간 이내에 이루어졌다. Freundlich과 Langmuir 등온흡착식을 구하여 실제폐수처리에 적용여부를 검토한 결과 Pb, Cu, Cr, Cd, Co 순으로 비교적 친화도가 큰 것으로 나타났고, Freundlich 등온 흡착식에 가장 잘 일치하였다. 모든 중금속의 Freundlich 지수 1/n값이 $0.1{\sim}0.5$ 범위에 포함되어 흡착이 용이하고, Pb, Cr, Cu, Cd 순으로 비교적 평형 흡착량이 큰 것으로 나타났으며, 이 결과는 Langmuir 흡착등온식의 결과와 거의 유사하였다. 따라서, 중금속 농도범위에 따른 한계범위를 설정하여 등온흡착식을 적용시키면 매우 높은 중금속 처리효율을 나타낼 것으로 판단된다. 생물흡착제가 중금속 흡착 후의 구조적인 특성을 조사하기 위하여 FT-IR분석 결과, 중금속 이온과 치환될 것으로 생각되는 functional group을 확인할 수 있었으며, 3,400/cm에서의 -OH group, 1,648/cm에서의 C=O bond,1,426/cm에서의 C-O bond그리고 850/cm에서의 S=O등이 전반적으로 중금속 흡착 후에 peak가 커지는 것이 관찰되었다. 생물흡착제의 재사용 가능성을 검토하기 위하여 최적의 중금속 탈착조건 검토하였는데, 탈착제 종류에 따른 중금속 탈착효율은 탈착제 종류와 중금속 종류에 따라 차이가 있었고, 전반적으로 NTA>$H_2SO_4$>HCl>EDTA 순으로 우수하였으며, 전체적으로 특정 중금속의 탈착효율이 떨어지지 않는 NTA가 탈착제로 가장 적합하였다. NTA농도에 따른 중금속 탈착효율은 NTA $0.1{\sim}0.3%$ 농도범위에서는 농도 증가에 따라 탈착 효율도 약간 증가되었으나 그 이상의 농도에서는 별 차이 없었다. 온도와 pH 변화에 따른 중금속 탈착효율은 Cr을 제외한 다른 중금속들은 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며 전반적으로 온도는 $30^{\circ}C$, pH는 2에서 높았다. 탈착제 접촉 반응시간에 따른 탈착효율은 10분 이내에 전체 탈착량의 80%이상이 탈착 되었으며 1시간 이후에는 거의 변화가 없었다.