• 제목/요약/키워드: Crank's diffusion equation

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흡착제 크기에 따른 GAC의 멜라민 흡착 처리 : 반응속도와 분산-확산 (Treatment of Melamine by GAC Adsorption According to Adsorbent Size: Kinetics and Dispersion-Diffusion)

  • 이재엽;이상중;한인섭
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제18권3호
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    • pp.65-72
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    • 2013
  • Adsorption of melamine was examined using columns packed with granular activated carbon (GAC). Raw GAC was sieved with 20, 40, 60 and 80 mesh to determine the influence of adsorbent particle size on reaction and diffusion. The mass ratio of the adsorption capacity of GAC for melamine ranged from 9.19 to 11.06%, and adsorption rates increased with decreasing particle size within this range. Rate constants between 3.295 ~ 4.799 $min^{-1}$ were obtained using a pseudofirst-order equation that was used to determine adsorption kinetics. A surface diffusion model was adapted to take into account the unsteady-state equation of a spherical adsorbent by converting the surface concentration from a constant to a variable governed by a dispersion equation. The calculated values were fit with the experimental results by using the diffusion coefficients as regression parameters. The modified equation exhibited a more precise agreement with respect to the sum of the absolute error (SAE).

The application of model equations to Non-Fickian diffusion observed in Fluoropolymers

  • Lee, Sangwha
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1996년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.34-35
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    • 1996
  • The diffusional behavior of many non-solvents in glassy or semicrystalline polymers cannot be adequately described by a concentration-dependent form of Fick's law, especially when mass transfer is coupled with structural changes. Many mathematical models have been devised to interprete non-Fickian diffusion dominated by relaxation kinetics. In formulation of non-Fickian diffusion mathematics, therefore, the most important factor to consider is how relaxation effects can influence the governing constitutive equation and boundary conditions. That is, relaxation parameters can be accommodated by variable boundary conditions or a modified continuity equation, or both, depending on specific systems and conditions (Frish, 1980). Accoring to Astarita and Nicolais (1983), the model equations can be broadly categorized as continuous or discontinuous. Continuous model equations encompass phenomena where the structural change takes place gradually over the whole volume of the polymer sample (Crank, 1953; Long and Richman, 1961; Berens and Hopfenberg, 1978). On the other hand, discontinuous model equations deal with the phenomena where the morphological change appears to be abrupt (Li, 1984). Four mathematical models with different relaxation parameters were applied to fit the anomalous sorption data observed in fluoropolymers (PVDF, ECTFE). The fitted result for PVDF-benzene sorption data is shown in Fig. 1.

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충전재 변화에 따른 Chip Scale Package(CSP)용 액상 에폭시 수지 성형물 (Epoxy Molding Compound)의 흡습특성 (The Moisture Absorption Properties of Liquid Type Epoxy Molding Compound for Chip Scale Package According to the Change of Fillers)

  • 김환건
    • 대한화학회지
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    • 제54권5호
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    • pp.594-602
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    • 2010
  • 반도체의 경박단소화, 고밀도화에 따라 향후 반도체 패키지의 주 형태는 CSP(Chip Scale Package)가 될 것이다. 이러한 CSP에 사용되는 에폭시 수지 시스템의 흡습특성을 조사하기 위하여 에폭시 수지 및 충전재 변화에 따른 확산계수와 흡습율 변화를 조사하였다. 본 연구에 사용된 에폭시 수지로는 RE-304S, RE-310S, 및 HP-4032D를, 경화제로는 Kayahard MCD를, 경화촉매로는 2-methyl imidazole을 사용하였다. 충전재 크기 변화에 따른 에폭시 수지 성형물의 흡습특성을 조사하기 위하여 충전재로는 마이크로 크기 수준 및 나노 크기 수준의 구형 용융 실리카를 사용하였다. 이러한 에폭시 수지 성형물의 유리전이온도는 시차주사열량계를 이용하여 측정하였으며, 시간에 따른 흡습특성은 $85^{\circ}C$ and 85% 상대습도 조건하에서 항온항습기를 사용하여 측정하였다. 에폭시 수지 성형물의 확산계수는 Ficks의 법칙에 기초한 변형된 Crank 방정식을 사용하여 계산 하였다. 충전재를 사용하지 않은 에폭시 수지 시스템의 경우, 유리전이온도가 증가함에 따라 확산계수와 포화흡습율이 증가 하였으며 이는 유리전이온도 증가에 따른 에폭시 수지 성형물의 자유부피 증가로 설명하였다. 충전재를 사용한 경우, 충전재의 함량 증가에 따라 유리전이온도와 포화흡습율은 거의 변화가 없었으나, 확산계수는 충전재의 입자 크기에 따라 많은 변화를 보여주었다. 마이크로 크기 수준의 충전재를 사용한 경우 확산은 자유부피를 통하여 주로 이루어지나, 나노 크기 수준의 충전재를 사용한 에폭시 수지 성형물에서는 충전재의 표면적 증가에 따른, 수분 흡착의 상호작용을 통한 확산이 지배적으로 이루어진다고 판단된다.

대도시 복합유역의 지표 및 지표하 유출해석기법 개발 (I)- 이론 및 모듈의 개발 - (A Development of Method for Surface and Subsurface Runoff Analysis in Urban Composite Watershed (I) - Theory and Development of Module -)

  • 곽창재;이재준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권1호
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    • pp.39-52
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    • 2012
  • 유역내에서 발생하는 유출은 지표 유출과 지표하 유출이 있으며, 서로 상호작용 상태를 유지하게 된다. 일반적으로 지표와 지표하 둘 중 한 가지 알고리즘으로 해석이 힘든 유역에 대해 지표와 지표하 사이의 동적인 관계를 상세하게 모의해야 하는 경우 상호작용에 관한 요소를 고려하여야 한다. 동적인 상호작용 시스템의 구동에서는 시 공간적인 매개변수가 중요하며, 적절한 모의를 위해시 공간적인 매개변수는 시스템 상에서 지표와 지표하 항에 대한 복합적인 메카니즘으로 구성되어야 한다. 본 연구에서는 이러한 지표 및 지표하 유출의상호작용에 관한 알고리즘을 위해 2차원 확산파 방정식을 이용하여 지표 유출을 해석하고, Darcy의 법칙과 Dupuit-Forchheimer의 가정을 이용한 Boussinesq 방정식을 적용하여 포화상태의 지표하 유출의 알고리즘을 구성하였다. 커플링 방정식으로 공간에 대해서는 유한체적법을 사용하고, 시간에 대해서는 Crank-Nicolson 방법을 이용하였으며, 지표와 지표하 흐름의 상호작용에 대해서는 질량보존의 법칙에 기반하여 구성하였다. 이상의 과정을 통하여 지표 유출해석, 지표하 유출해석, 상호작용, 수치해석 부분의 4가지 주요 모듈을 만들었으며, 4가지 주요 모듈을 통합하여 복합유역의 지표 및 지표하 유출해석 모듈을 개발하였다.

침엽수재(針葉樹材)의 수분확산(水分擴散)모델을 이용(利用)한 소나무판재(板材)와 평소각재(平小角材)의 열기건조(熱氣乾燥) 시간(時間)과 함수율(含水率) 추정(推定)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on Predicting the Kiln Drying Time and Moisture Content of Board and Dimension Lumber of Pinus densiflora using an Internal Moisture Diffusion Model of Softwood)

  • 이상봉;정희석
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제17권3호
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    • pp.67-81
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    • 1989
  • This experiment was carried out to know the mothod of changing the step of moisture content schedule with time in conventional kiln drying. For the purpose of this object. we made drying model by applying the moisture diffusion model by J.FSiau(1984) to average moisture content equation by J.Crank(1956) derived it from Fick's second law. And to verify this method of drying model. 2.5cm-thick boards and 5.0cm-thick dimension lumbers of Pinus densiflora were kiln-dried with the schedule of T11-C3 and T10-C4, respectively. And then the drying rates were investigated and compared with those calculated from drying model. The results obtained were as follows 1. Average drying rate and total drying time of board to dry to 6.5% moisture content were 0.64%/hr and 109hr., and those of dimension lumber to dry to 8.3% moisture content were 0.4%/hr. and 162hr., respectively. 2. The moisture content of shell and core decreased by equalizing treatment and increased by conditioning treatment both on board and dimension lumber. But the moisture gradient was lower after conditioning than after equalizing. 3. As the drying was proceeded, the transverse bound water diffusion coefficient all but linearly decreased, the water vapor diffusion coefficient abruptly curvilinearly increased, while the transverse diffusion coefficient curvilinearly decreased both on board and dimension lumber. But each of diffusion coefficients on board was larger than that on dimension lumber. 4. Compared to experimential drying rate of board. theoretical drying rate was larger at 30.0%-21.8% moisture content range and was similiar at 21.8%-5.4% moisture content. And in case of dimension lumber, the drying rate was similiar at 30.0%-16.1% moisture content range but theoretical drying rate was much lower at 16.1%-8.3% moisture content range. 5. The possibility of adapting this drying model to changing the moisture content schedule step with time was in the range of 21.8%-5.4% moisture content on board. And in the case of dimension lumber that was in the range of 30.0%-16.1% moisture content.

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