• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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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.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.2 no.2
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• pp.108-118
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• 1991

Interactions between pyridine hydrodenitrogenation (HDN) and m-cresol hydrodeoxygenation(HDO), and the kinetic analysis were studied over sulfided $CoMo/{\gamma}-Al_2O_3$ catalyst at the range of temperatures between 473 K and 723 K, the total pressures between $10{\times}10^5Pa$ and $50{\times}10^5Pa$, and the contact times between 0.0125 g-cat. hr/ml-feed and 0.03g-cat. hr/ml-feed. HDN of pyridine and HDO of m-cresol were inhibited by each other and the inhibition effect of HDO by pyridine is higher than that of HDN by m-cresol. But reactivity of m-cresol is higher than that of pyridine. The rate equations of pyridine and m-cresol were given to be ${\gamma}_{HDN}=k_{HDN}{\cdot}K_pC_p/(1+K_cC_c+K_pC_p)$ and ${\gamma}_{HDO}=k_{HDO}{\cdot}K_cC_c/(1+K_cC_c+K_pC_p)$ in terms of Langmuir-Hinshellwood-Hougen-Watson model. At each temperature, reaction rate constants and adsorption equilibrium constants were determined and activation energies of pyridine HDN and m-cresol HDO are 13.83kcal/mol, respectively and the heat of adsorption are -6.458 and -5.045kcal/mol, respectively.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.2 no.2
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• pp.165-174
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• 1991

The kinetics and the mechanism for the selective oxidation of ethylene on the supported monolithic silver catalyst were experimentally investigated in a fixed bed tubular reactor. The formation rates of ethylene oxide and carbon dioxide were measured at the atmospheric pressure with various combinations of partial pressures of ethylene and oxygen at temperature range of $225-300^{\circ}C$, conversion with 1.2-7.5 %, and then the mechanism of the selective oxidation of ethylene was verified. Their formation rates fitted with the Langmuir-Hinshelwood mechnism. The ethylene oxide and carbon dioxide are produced by reation of adsorbed ethylene with monoatomic oxygen adsorbed on the active sites of Ag-surface, and their formation rate equation are expressed as : $R_{EO}={\frac{k_1K_0{^{1/2}}K_EK_SP_{02}{^{3/2}}P_E}{(1+{\sqrt{K_0P_{02}}}+K_EP_E+K_PP_P)^2(1+{\sqrt{K_SP_{02}})^2}}$ $R_C={\frac{k_2K_0{^3}K_EK_S{^{7/2}}P_{02}{^{13/2}}P_E}{(1+{\sqrt{K_0P_{02}}}+K_EP_E+K_PP_P)^7(1+{\sqrt{K_SP_{02}})^7}}$ The activation energies of ethylene oxide and dioxide and carbon dioxide formations can be estimated to be 12.25 and 17.85 Kcal/mol, respectively.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.27 no.6
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• pp.573-576
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• 2016

In this study, hydrogenation of 1,2,3,3,3-pentafluoropropene was performed to produce R-1234yf as an environmentally friendly refrigerant. Palladium based carbon was prepared as a catalyst in the hydrogenation reaction. The effect of reaction conditions including the weight hourly space velocity (WHSV), reaction temperature and ratio of hydrogen and reactants on the catalytic performance was investigated. Under the identical reaction conditions, the effect of WHSV on the main product selectivity was insignificant, but a high reaction temperature was essential for the good product selectivity. A high product selectivity was also obtained when the ratio of hydrogen and reactants kept less than 1.5. Moreover, a correlation model involving the statistical approach to predict product yields was developed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.1
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• pp.88-92
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• 2012

Decrosslinking of crosslinked polypropylene(XLPP) in supercritical methanol was investigated compared with that of crosslinked polyethylene(XLPE). Effect of reaction temperature and initial gel contents was studied using a batch reactor. Gel contents of samples before and after reaction were measured for quantitative analysis. As reaction temperature and initial gel contents increased, the decrosslinking rate increased. The rate of decrosslinking reaction is dependent linearly on the gel contents. Experimental results indicated that the decrosslinking of XLPP was faster than that of XLPE, and it was confirmed quantitatively by the calculation of kinetic constants. In conclusion, it is considered that XLPP has better recyclability than XLPE.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.54 no.6
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• pp.143-150
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• 2012

바이오에탄올 생산공정은 당 (Sugar)을 기반으로 하는 공정과 합성가스를 이용하는 공정으로 분류할 수 있다. 이 가운데 합성가스를 이용하는 공정은 촉매를 이용한 화학적 공정과 혐기성 발효에 의한 생물학적 공정의 두 가지로 나뉜다. Clostridium ljungdahlii는 일산화탄소와 수소가 주요 성분으로 구성되는 합성가스를 이용하여 에탄올과 아세트산을 생산할 수 있는 균주 중의 하나로 알려져 있다. 합성가스 발효공정에서 pH는 미생물의 증식과 에탄올 등의 생산에 아주 중요한 요인 중의 하나이다. 본 연구에서는 pH 조건이 미생물의 생장과 에탄올 생산성에 미치는 영향을 조사하였다. C. ljungdahlii 배양은 엄격한 혐기성 조건에서 100 ml의 serum bottle과 pH 제어가 가능한 반응기를 이용한 실험결과, 회분식 배양 조건에서는 미생물의 생장과 에탄올 생산을 위한 최적 초기 pH는 7.0로 나타났다. 미생물 농도는 0.57 g/L, 에탄올 농도 0.91 g/L로 나타났다. pH 4.5 이하에서는 미생물의 생장이 멈추는 것으로 나타났다. pH 제어가 가능한 생물반응기에서는 pH 6.0 일때 에탄올 생산량이 pH 7.0 일때 보다 높게 나타났다. 일정 수준의 미생물 농도를 유지한 조건에서 합성가스를 기포식으로 주입하고 pH 5.9에서 5.4까지 제어하였을 때 미생물량과 에탄올 농도가 증가하였다. 60 시간이 지난 후에 미생물의 농도는 0.498 g/L, 에탄올은 1.056 g/L까지 이르렀다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.37 no.9
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• pp.832-836
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• 1993

The tripledecker complexes, bis-(${\eta}^5-cyclopentadienyl)-{\mu}-({\eta}^4-1,2,3,4-tetraalkylcyclobutadiene$)dicobalt were produced by the reaction of Jonas reagent with 2-hexyne and 3-hexyne in the maximum yield (above 50%) when they were reacted in eq-molar amounts at room temperature. A tripledecker complex, bis-${\eta}^5-cyclopentadienyl)-{\mu}-({\eta}^4-1,2,3,4-tetraethyl cyclobutadiene$)dicobalt(13) was isomerized to (${\eta}^5-cyclopentadienyl)cobaltacyclopentadiene-{\mu}-({\eta}^4-2,4-cobaltacyclopentadiene$)(${\eta}^5-cyclopentadienyl$)cobalt(15) on reacting with 3-hexyne at room temperature. Another tripledecker complex, bis-(${\eta}^5-cyclopentadienyl)-{\mu}-({\eta}^4-1,3-dimethyl-2,4-dipropyl cyclobutadiene$)dicobalt(14) was decomposed to give 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tripropylbenzene through an intermediate complex by the reaction of 2-hexyne.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.45 no.2
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• pp.111-115
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• 2001

The ignition of NH$_3$-NO-Ar mixtures was examined in the temperature renge of 1675-2391 K behind reflected shock waves. The ignition delay times were measured by monitoring pressure profiles and the OH emissions at 1.0 cm from the end wall. A correlation between ignition delay times and concentrations of gases could be summarized in the form of mass-action expression, To complement the experiment, computer modeling study of the ignition of NH$_3$-NO-Ar mixtures was carried out using various mechanisms reported previously. The sensitivity analysis shows the reaction of NH$_2$+NO${\rightarrow}$NNH+OH is the most important step in the ignition of NH$_3$-NO-Ar mixtures.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.3
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• pp.259-264
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• 2006

The separation and purification of $TaCl_5$is indispensable in the synthetic process of $TaCl_5$by chlorination of tantalum oxide. The reaction products are mainly $TaCl_5$, $NbCl_5$, $TiCl_4$ and $FeCl_2$. However, we need to separate $TaCl_5/NbCl_5$ mixture from the reaction product, because $TaCl_5$ and $NbCl_5$ are easily separated each other by distillation or hydrogen reduction process. In this work, a comparison study was carried out between direct sequence and indirect sequence to obtain $TaCl_5/NbCl_5$ mixture from the reaction product by removing light component, $TiCl_4$ and heavy component, $FeCl_2$ using two distillation columns. It was concluded that the direct sequence gave better results than indirect sequence in the aspect of initial capital costs and the associative operating costs.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.25 no.2
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• pp.215-221
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• 2014

A simple heterogeneous system has been developed by using base treated manganese dioxide (B-$MnO_2$) for the aerobic oxidation of amines under mild reaction conditions of 1 atm of air and $50^{\circ}C$ in hexane. This system was highly efficient to oxidize various kinds of primary or secondary amines including aliphatic, aromatic, and hetero-atomic ones under the applied reaction conditions. Amines were oxidized to nitriles or diimines by the self-condensation or oxidative dehydrogenation through imine intermediate. The B-$MnO_2$ was reused for at least 5 times without any loss of its catalytic performance and showed its cost effectiveness, easy workup, and easy separation of the products for achieving the protocol of green chemistry.