• 태양에너지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.1-11
• /
• 1999

Previous researchers have studied how to reduce a pumping power in order to save energy in the fluid transporting system. Especially, it has been studied a lot about reducing the pressure drop among parameters related to the energy saving for fluid transport. This study is to investigate the effect of a substantial drag reduction caused by the polymer(A611P, A601P) when the working fluids flow to the vertical and horizontal direction in the vertical cylindrical equipment of closed flow system. In this experiment, we mount a visualization equipment on the test section and take pictures. With using the PIV system, instrument and analyzing the movement of bubble for different polymer concentration are observed and some mechanism of the drag reduction effect is clarified.

• 설비공학논문집
• /
• 제13권12호
• /
• pp.1275-1281
• /
• 2001

Aqueous polymer solutions are known to have small pressure reduction. Paraffin slurries are known to have high thermal capacity. Paraffin particles are mixed into an aqueous polymer solution to make a new heat transfer fluid having high thermal capacity but low pressure reduction. The heat transfer characteristics of the new slurry was tested in a circular tube having a constant heat transfer boundary condition. The new slurry was found to have high Nusselt numbers as well as high thermal capacity and low pressure reduction in the laminar flow. The trends of the Nusselt numbers along the heating test section were studied for various heating conditions.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.109-109
• /
• 2017

알지네이트 하이드로 젤은 해조류에서 추출되는 천연 고분자인 알지네이트가 칼슘 또는 마그네슘 양이온과 이온가교(Ioninc cross linking)를 형성할 때 알지네이트의 고분자 구조가 칼슘, 마그네슘 양이온을 감싸면서 형성되는 고분자이다. 알지네이트 하이드로 젤은 높은 생체적합성(Biocompatibility)으로 인해 세포 재생을 위한 조직공학 및 재생의학, 약물전달 등의 제약 관련 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 마이크로 플루이딕 칩을 이용하여 알지네이트 튜브를 제조하였다. 먼저 유동 포커싱 방식(flow focussing)을 유도할 수 있는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다. 마이크로 플루이딕 칩은 CNC(Computer Numeric Control) milling machine을 이용한 template를 만들고 NOA mold를 이용하여 최종 PDMS 칩을 제작하였다. 튜브를 만들기 위한 마이크로 채널은 내부 채널 ($200{\times}200um$), 중간 채널 ($200{\times}200um$) 및 외부 채널 ($200{\times}200um$)로 구성되며 내부, 중간, 외부의 유체가 합류하는 수집채널은 폭 500 um, 깊이 200 um로 구성되었다. 운반체로는 5%의 acetic acid를 함유한 mineral oil를 이용하였으며 내부의 core flow는 $H_2O$로 하였다. 중간 유체인 2% 알지네이트 프리폴리머는 칼슘 이온의 존재 하에서 젤화 과정이 매우 빠르기 때문에 마이크로 채널 내부에서의 반응을 제어하고 막힘을 방지하기 위해 수용성 복합 칼슘-에틸렌 디아민 테트라 아세트산 (EDTA)을 사용하였다. 본 마이크로 플루이딕 칩에 각각의 유체를 이동시켰을 때, 운반체인 oil phase의 수소이온은 중간 유체인 알지네이트 프리폴리머와의 계면을 통해 확산되어 Ca-EDTA 복합체로부터 칼슘 양이온의 방출을 유발하게 된다. 방출된 칼슘 양이온은 알지네이트 고분자와의 이온 가교를 통해 알지네이트 하이드로 젤을 형성하여, 각 유체의 flow에 따라 알지네이트 튜브를 쉽고 빠르게 제조 가능하였다. 본 연구에서 제조된 알지네이트 튜브는 인체 내 장기간 약물 전달을 위한 나노섬유로 활용하거나 인공혈관을 구성하는 extracellular matrix로 활용될 잠재력을 가지고 있어 추후 활발한 연구개발이 진행될 예정이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.297-303
• /
• 1998

판막 후부의 공동부는 판막의 닫힘 거동과 판막 주위의 혈류 유동장을 변화시켜 인공 판막의 수력학적 성능에 영향을 미칠 수 있다. 계식 이엽 판막(SJMV), 폴리머 단엽 판막(MLPV), 폴리머 삼엽 판막(FTPV)을 판막 후부에 공동부가 있는 시험부와 공동부가 없는 직관형 시험부에 설치하여 모의 순환 장치에서 판막의 수력학적 성능을 평가하였다. 판막의 누수량은 공동부가 있는 시험부에서 약간 작았고, 수축기 평균 압력강하는 크게 나타났으나 통계적으로는 큰 차이가 없었다. 따라서 판막 후부의 공동부는 판막의 수력학적 성능에 큰 영향을 나타내지 않았다. 유량 파형의 해석 결과 판막 후부 공동부는 MLPV에서는 판막의 닫힘에 큰 영향을 주지 않았으나, SJMV에서는 판막의 닫힘이 일찍 시작하게 하였고 이 영향은 FTPV에서 더욱 크게 나타났다. FTPV는 공동부가 있는 시험부에서 역류 최대 유량이 감소하였으므로 판막 후두에 공동부는 판막의 급격한 닫힘에 의한 역류 제트의 발생을 감소시키리라 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제17권12호
• /
• pp.17-26
• /
• 2016

본 연구에서는 등급 외 플라이애쉬 중 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬를 저강도 유동화 채움재(controlled low strength material, CLSM)의 바인더로써 활용 가능성을 알아보았다. 사용된 플라이애쉬는 상대적으로 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬를 배출하는 유동층형 보일러(circulating fluidized bed combustion boiler, CFBC)에서 시료를 채집하여 사용하였다. 배합한 시료의 유동성, 일축압축강도, 단위중량 등을 파악하여 CLSM 시료의 공학적 특징을 알아보았으며, 미세구조관찰과 X선 회절분석을 통한 CLSM 시료의 경화 메커니즘을 파악하였다. 실험 수행 결과 유동성을 만족하는 함수비는 42에서 85%의 범위를 보였으며, 유동성 시험 결과 골재의 종류와 관계없이 골재율이 증가함에 따라 유동성이 증가하는 것으로 나타났다. 일축압축강도는 0.3MPa에서 1.9MPa의 분포를 보였다. 규사를 골재로 사용한 경우 골재율이 증가함에 따라 일축압축강도는 증가하였으나, 바텀애쉬를 골재로 사용한 경우 골재율이 증가함에 따라 일축압축강도는 감소하였다. 미세구조관찰 결과와 X선 회절분석을 통해 CLSM 시료는 고분자 중합반응과 시멘트 수화반응을 통해 강도를 발현하는 것으로 확인하였다. 본 연구의 결과로부터 산화칼슘 함량이 높은 플라이애쉬의 자체 경화성을 이용하여 저강도 유동화 채움재로써 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.355-374
• /
• 2022

쏘일 컨디셔닝(soil conditioning)은 굴착토의 전단강도를 감소시키고 작업성(workability)을 확보하여, EPB 쉴드 TBM의 굴진면 전방을 지지하며 TBM의 굴진 성능을 향상시키는 기술이다. 다양한 지반 조건에 대한 최적의 첨가제 주입 조건을 결정하기 위해서는 첨가제를 혼합한 굴착토의 역학적 유동학적 거동을 평가해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 TBM 챔버 내 압력 상태를 모사하고 시료의 유동학적 특성을 평가할 수 있는 실내 가압 베인시험 장비를 개발하였다. 인공 사질토 시료에 대하여 폼(foam)과 폴리머(polymer)의 주입변수인 FIR (foam injection ratio)과 PIR (polymer injection ratio)을 변화시켜가며 일련의 실내 가압 베인시험을 수행하였다. 또한, 슬럼프 시험을 통해 컨디셔닝된 흙의 작업성을 평가하였다. 실내 가압 베인시험 장비를 통해 베인 전단시험을 수행함으로써 측정된 토크 데이터로부터 컨디셔닝된 흙의 유동곡선(rheogram)을 도출하여 주입변수에 따른 첨두응력과 항복응력의 경향을 분석하였다. 시험 결과, FIR이 커지거나 PIR이 작아질수록 작업성이 증가하는 경향을 나타냈으며, 최대 토크, 첨두응력과 항복응력은 모두 감소하였다. 실내 가압 베인시험으로 측정된 시료의 첨두응력과 항복응력이 슬럼프 시험을 통해 측정된 작업성과 상응하는 결과는 제안된 시험이 굴착토 물성 평가에 활용될 수 있음을 보여준다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권7호
• /
• pp.690-698
• /
• 2010

유기물에 의한 지하수 자원의 오염이 중요한 환경 문제로 대두되고 있다. 계면활성제 증진 대수층 복원(SEAR)은 유기 오염물에 대하여 가장 유망한 원위치 복원법 중 하나로 인식되고 있다. 계면활성제 또는 계면활성제/폴리머 용액은 복원 프로세스를 촉진시켜 물 세척 시보다 처리 시간을 크게 감소시킨다. 유기물로 오염된 대수층 복원을 위하여 계면활성제 기반의 처리법을 설계할 때 충분한 수치 시뮬레이션을 통한 사전 분석이 매우 중요하다. 본 연구에서는 3차원 다상 다성분 유한 차분 모델인 UTCHEM을 이용하여 유기물 오염 대수층에 대한 SEAR 과정 중 미세에멀젼의 형성과 유동을 분석하였다. 본 연구에서 고려한 복원 프로세스 변수로는 주입 유체의 배열, 유체 주입 및 추출율, 계면활성제 슬러그 및 추격수 내 폴리머 농도, 계면활성제 슬러그 주입 시간 등이다. 각 변수에 대하여 주입 및 생산정에서의 변화와 유기상의 공간적 분포를 비교하였다. 이 결과로부터 정화 시간 및 누적 유기물 회수량을 검토하였다. 본 연구의 결과는 비수상 액체로 오염된 대수층의 정화 시 설계 전략을 수립하는데 중요한 정보를 제공한다.

• Composites Research
• /
• 제12권6호
• /
• pp.53-64
• /
• 1999

LCP원섬유(fibril)와 폴리아미드6 (PA6)수지로 사출성형된 복합재료 박판(molded thin composite plaques)의 미세구조와 굽힘강도에 대한 에폭시수지 함유율의 효과를 살펴보았다. 성형은 LCP원섬유의 용융점 이하에서 하였으며 이렇게 만들어진 판재는 횡방향 배향을 보이는 두께 $65-120{\mu\textrm{m}}$의 표피층(surface skin layer), 유동방향과 거의 일치하는 배향을 보이는 표피아래층(sub-skin layer), 아크형 곡선유동형태를 보이는 심층(core layer)으로 구성되어 있었다. 에폭시함유율이 달라도 각 층의 미세구조방향은 유사하였으나 에폭시함유율이 증가함에 따라 LCP영역(domain)이 원섬유상에서 층상구조로 변했고 거시적 파괴진로(fracture path)는 인장형에서 전단형으로 바뀌었다. 또한 에폭시 4.8vol%에서 가장 우수한 굽힘강도와 파단변형율을 보였다. 굽힘강도를 수치해석한 결과 에폭시성분을 복합재에 부가하면 각 층의 두께와 미세구조 같은 기하학적인 형태가 변하면서 각 층 자체의 탄성계수와 강도가 열등화 되었음을 알았다.

• 폴리머
• /
• 제24권1호
• /
• pp.38-47
• /
• 2000

본 논문은 선형 폴리카보네이트와 분지화된 폴리카보네이트를 블렌드한 시스템에 대해서 연구하였다. 여러가지 조성으로 두 성분을 블렌드하여 각 조성에 대해서 상용성, 기계적 성질 그리고 유동특성을 조사하였다. 본 블렌드 시스템에서 상분리는 관찰되지 않았고 상용성도 있었다. 기계적 성질은 블렌드의 각 조성에 대해서 인장강도, 굽힘강도 그리고 충격강도 등을 측정하여 검토하였으며, 흐름특성 역시 블렌드의 각 조성에 대해 용융점도, 저장탄성률 및 손실탄성률을 여러 온도에서 측정하여 검토하였다. 그리고 용융점도의 분자량에 대한 의존성을 조사하였다. 선형 폴리카보네이트와 분지화된 폴리카보네이트의 조성에 따라 기계적 물성은 거의 변화가 없었으나, 흐름특성은 큰 변화가 있었다. 본 블렌드 시스템에서 분지화된 폴리카보네이트 함량이 증가할수록 점도의 분자량에 대한 의존성이 컸으며, shear thinning 현상은 두드러지게 나타났다. 따라서 재료의 기계적 물성의 변화없이 흐름특성이 다른 블렌드 시스템을 설계할 수 있다.

• 폴리머
• /
• 제38권2호
• /
• pp.213-219
• /
• 2014

고분자 결합제로 hydroxyl terminated polybutadiene(HTPB)와 폴리에틸렌 플라스토머인 Exact를 사용한 고농축 복합화약 시뮬란트의 유변학적 특성을 연구하였다. 충전제로서 설탕 및 research department explosive(RDX)와 물리적 특성이 유사한 Dechlorane을 사용하였다. HTPB 사용시에는 가소제로 diethyl hexyl adipate(DEHA or DOA)를 첨가하기도 하였다. 농축 현탁계의 혼화는 시그마 블레이드가 장착된 회분식 혼련기(Rheomix 600, Haake) 를 사용하였고 유변학적 물성은 평판-평판 레오미터 및 모세관 레오미터를 이용하였다. 고농축 결합제/충전제 현탁계의 벽면 미끄러짐 현상, 전단 히스테리시스에 따른 틱소트로피 거동, 전단속도 및 충전제 첨가에 따른 유동불안정성 변화를 조사하였다.