본 연구에서는 퇴비화공정에서 첨가재로 주로 사용되는 톱밥을 대상으로 톱밥 내 공기투과성 변화에 영향을 미치고 있는 요인별 특성과 총차감압력에 미치는 기여도를 평가하였다. 공기투과성 변화에의 영향요소로서 층류속도(v), 난류속도($v^2$), 수분함량(MC*v), 공기공극률(AFP*v), 입자크기(SIZE*v)를 선정하여 차감압력 산정을 위한 회귀식을 제시하였다. 차감압력에의 증가요인은 층류속도(v)와 입자크기(SIZE*v)이며, 감소요인은 난류속도($v^2$), 수분함량(MC*v), 공기공극률(AFP*v)이다. 공기유입속도를 높이면 총차감압력이 지속적으로 증가하였으며, 이러한 총차감압력 변화에 영향을 크게 미치는 증가요인은 입자크기(SIZE*v)이며, 감소요인은 공기공극률(AFP*v)이다. 또한 총차감압력에의 증가기여도는 낮은 유속에서는 층류속도(v)가 높은 유속에서는 입자크기(SIZE*v)의 기여도가 높았으며, 감소기여도는 공기공극률(AFP*v)이 가장 높았다. 반면에 수분함량 변화에 따른 총차감압력 변화는 그리 크지 않았다. 따라서 총차감압력은 증가요인보다는 감소요인인 공기공극률(AFP*v)과 수분함량(MC*v)에 의하여 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 본 연구결과로서, 효율적 퇴비화공정을 위하여는 적정 수분함량 유지와 함께 공기공극률이 높은 첨가재를 선정하여 공기투과성을 향상시키는 방법이 적절할 것이다.
국내에서 퇴비화 첨가제로 주로 사용되는 재료로는 톱밥과 목편(woodchip)으로서, 이들 첨가제는 주로 적정 수분함량 및 C/N비의 조절에 주안점을 주고 사용되고 있다. 하지만 톱밥과 목편(woodchip)은 서로 상이한 물리적 특성을 나타내고 있으며, 첨가제의 공기투과성에 대한 연구는 활발히 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 퇴비화 첨가제로 주로 사용되고 있는 톱밥과 목편(woodchip)의 혼합비율에 따라 용적 밀도, 수분함량, 공기공극, 입자크기, 공기유속 등이 공기투과성에 미치는 영향을 파악하였다. 모든 첨가제에서 수분함량이 증가함에 따라 공기공극율은 감소하고 입자크기는 증가하였으며, 특히 목편의 혼합비율이 높아짐에 따라 이러한 효과는 더욱 증대되는 경향을 나타내었다. 공기공극율과 수분함량은 선형의 관계로서 공기투과성에 미치는 영향은 매우 유사하게 나타났다. 건조수분함량 0.25~0.43(d.b.)(습윤수분함량으로는 20~30%) 이후의 구간에서는 공기공극율이 낮아짐에도 불구하고 압력손실이 감소함으로써 공기투과성이 개선되는 현상을 보이고 있다. 특히 입자크기가 5 mm로 커질 때까지 압력손실은 지수적으로 감소하여 공기투과성이 현저히 개선되고 있다. 이는 수분함량 증가에 따라 미세입자가 입단화됨으로써 대공극이 증가하고 이에 따라 공기이동성이 원활해 졌기 때문으로 여겨진다. 따라서 첨가제의 입자크기가 공기공극율이나 수분함량에 비하여 공기투과성에 미치는 영향이 매우 높았으며, 퇴비화시에는 초기 입자크기를 5 mm 이상으로 조절하는 것이 적합하다.
Acoustic pressure transmission coefficient and phase velocity are measured as the functions of water porosity and air porosity in sand sediment slabs with water- and air-filled pores. Pores in the sand sediment slab we modeled as the structure of circular cylindrical tube shape filled with water and air. The first kind(fast) wave and second kind (slow) wave, identified by Biot, in the solid and fluid mixed medium are affected by the presence of water and air pores. Acoustic characteristics of such porous medium in water are also theoretically investigated in terms of the modified Biot-Attenborough (MBA) model, which uses the separate treatment of viscosity effect and thermal effect in non-rigid porous medium with water- and air-filed pores. The information on the fast waves introduces new concepts of the generalized tortuosity factor and dynamic shape factor.
본 연구는 코스조성에 주로 사용되는 4종의 토양개량제의 혼합비율에 따른 모래상토의 물리화학적 특성변화를 조사한 결과이다. 토양개량제의 혼합비율에 따라 상토의 물리화학성을 조사한 결과 peat, humate, peatmoss 및 zeolite는 pH와 CEC에서 고도의 상관성(P<0.01)을 나타내어 토양개량제의 특성에 따라 상토의 토양화학성에 영향을 주었다. 상토의 토양물리성 결과를 통해 USGA 기준으로 평가할 때, 최적의 혼합비율은 토양개량제 peat, humate 및 peatmoss는 각각 5%, 3%, 7%이고, zeolite에서는 적합한 비율을 찾을 수 없었다. 각 토양개량제들의 혼합에 따른 토양물리성 변화에서 가장 중요한 요인은 비모세관공극으로 총공극과 수리전도도의 변화에 영향을 미쳤다. 토양개량제의 혼합비율에 따른 토양개선효과를 비교할 때, peat와 peatmoss는 토양 모세관공극 및 수리전도도에서, humate는 수리전도도에서, zeolite는 비모세관공극과 총공극에서 고도의 상관성을 나타내었다(P<0.05). 이들 결과를 통해 골프코스의 상토조성에 사용되는 토양개량제의 종류와 특성 및 혼합비율이 USGA 상토의 근권층 개량과 토양 이 화학성에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.
Differences in the filling amount of substrates in container can influence severely on the soil physical properties and crop growth. This research was conducted to secure the fundamental informations related to the changes in soil physical properties as influenced by the filling amount of coir dust-based substrates in container. For the experiment, three substrates were formulated by blending coir dust (CD) with expanded rice hull (CD+ERH, 8:2, v/v), carbonized rice hull (CD+CRH, 6:4, v/v) or ground and aged pine bark (CD+GAPB, 8:2, v/v). Based on the optimum bulk density, the amount of substrates filled in 347.5mL aluminum cylinder were adjusted to 90, 100, 110, 120, and 130%. Then the changes in total porosity (TP), container capacity (CC), and air-filled porosity (AFP) by various filling amounts were measured. The TP decreased linearly in CD+ERH and CD+GAPB and quadratically in CD+CRH as the filling amounts of the media increased from 90% to 130%. The CC in CD+ERH and CD+GAPB media increased as the filling amount increased from 90% to 120%, then decreased in 130%, showing quadratic change. The CC in CD+CRH was the highest in 90% filling amount and decreased gradually as the filling amount of root medea increased. The AFPs in CD+ERH and CD+GAPB media were 38 and 37%, respectively in 90% filling amount and they decreased drastically until 110% filling, then gradually in 120 and 130% filling amount showing the quadratic changes. The AFP of CD+CRH at 90% filling amount was 22% and it decreased as the filling amount increased until 130%, showing linear change. These results indicate that the increase in filling amount of substrates influenced more severely the AFP than CC, and careful consideration on container filling is required to provide a better root condition thus maximize crop growth.
Porous media containing complex fluid passage have especially large surface area per unit volume. This study is aimed to identify the heat transfer characteristics of high-porosity metal foams in a horizontal channel. Experiment is performed under various heat flux, velocity and pore density. Nusselt number decreases with higher pore density. Metal foams shows higher heat transfer coefficients than pin-fin structure with the same porosity. This is due to the more complex flow passage and larger heat transfer area based on the structure of the metal foams. The analysis on the pin-fin structure may not be suitable to the metal foam structure but should be identified extensively through further study.
본 연구는 아메리카동애등애 사육과정에서 발생한 분변토(SFC)가 골프장의 토양개량제로서 사용가능성을 평가하기 위해 모래와 혼합비율별 물리화학성을 조사하고자 한다. 토양개량제의 혼합비율에 따라 상토의 물리화학성을 조사한 결과는 다음과 같다. SFC, compost 및 cocopeat는 pH와 EC에서 고도의 정의 상관성 (P<0.01)을 나타내어 토양개량제의 특성에 따라 상토의 토양화학성에 영향을 주었다. SFC와 compost의 혼합에 따른 토양물리성 변화에서 가장 중요한 요인은 모세관공극으로 총공극이나 수리전도도의 변화에 영향을 미쳤다. 토양개량제의 혼합비율에 따른 토양개선효과를 비교할 때, SFC는 모세관공극, 총공극 및 수리전도도에서, compost는 모세관공극, 비모세관공극, 총공극 및 수리전도도에서, cocopeat는 모세관공극과 비모세관공극에서 고도의 상판성을 나타내었다(P<0.05). 이들 결과를 통해 토양개량제의 종류와 특성 및 혼합비율이 USGA 상토의 근권층 개량과 토양 이화학성에 영향을 미치고 있음을 알 수 있으며, 본 실험조건에서는 SFC는 상토의 공극과 수리전도도의 개선효과를 보였다.
Rapid development of electronic technology requires small size, high density packaging and high power of electronic devices, which result in more heat generation by the electronic system. Present cooling technology may not be adequate for the thermal management in the current state-of-the-art electronic equipment. Forced convective heat transfer in a channel filled with pin-fin array is studied experimentally in this paper as an alternative cool-ing scheme for a high heat-dissipating equipment. Various configurations of the pin-fin array are selected in order to find out the effect of spacing and diameter of the pin-fin on the heat transfer and pressure drop characteristics. In the low porosity region, interfacial heat transfer and pressure drop seem to show different trend compared to the conventional heat transfer process.
The present study is concerned with the flow friction and heat transfer characteristics of the combination of various regenerator materials, using the different Darcy number and porosity, which is filled uniformly and partially in a tube under oscillating flow condition. The poros medium is adopted as Brinkmann-Forschheimer extended Darcy model. Numerical results are obtained or the flow and temperature fields and described the effect of the combination of various regenerator materials and Womersley number on the pressure drop, the heat transfer and the regenerator efficiency. The results obtained indicate that not only heat transfer between the tube wall and oscillating flow but also the pressure drop at both ends of the regenerator are increased, while the regenerator efficiency is decreased in the increase of womersley number. It is also found that the friction factor is increased as Reynolds number is increased. The comparison between the combination of the various regenerator materials and the homogeneous regenerator material shows that the regenerator efficiency can be enhanced with the proper combination of various regenerator materials even though the averaged porosity of the regenerator is same.
The present study numerically investigated the deformation of the interface of two-phase fluids flow in a blast furnace. To simulate three-dimensional(3D) incompressible viscous two-phase flow in the furnace filled with the air and molten iron, the volume of fluid(VOF) method based on the finite volume method has been utilized. In addition, the porous medium with the porosity has been considered as the bed of the particles such as cokes and char etc. For the comparison, the single phase flow and the two-phase flow without the porosity have been simulated. The two-phase flow without porosity condition revealed the smooth parabolic profile of the free surface near the outlet. However, the free surface under the porosity condition formed the viscous finger when the free surface was close to the outlet. This viscous finger accelerated the velocity of the free surface falling and the outflow velocity of the fluids near the outlet.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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