• 제목/요약/키워드: Effective porosity

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정상상태 회전원판전극(RDE) 방법과 유체역학적 요동에 의한 전기화학적(EHD) 임피던스방법을 이용한 금전극표면에 형성된 PVC 피막내 산소확산계수의 온도의존성에 대한 연구 (Temperature Dependence of Oxygen Diffusivity in the PVC Film on Gold Electrode Using Steady-State Rotating Disk Electrode Technique and Modulated Electrohydrodynamic Impedance Technique)

  • 연제원;변수일;이우진;최인규
    • 전기화학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.49-56
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    • 2000
  • 정상상태 회전원판전극(RDE)방법과 유체역학적 요동에 의한 전기화학적(EHD) 임피던스방법을 이용하여 금(Au)회전 원판전극(rotating disk electrode)표면에 형성된 PVC(polyvinyl chloride)피막내 산소확산계수의 온도의존성에 대한 연구를 수행하였다. PVC 피막내에서의 산소확산속도(산소확산계수와 피막두께의 비) $D_f/\delta_f$는 한계전류 대 전극회전각속도의 변화로부터 측정하였고, 확산시간상수(diffusion time constant) $\delta_f^2/D_f$측정된 임피던스 값을 $\ulcorner$비전도성, 다공성 피막을 통한 물질이동$\lrcorner$에 대한 확산방정식으로부터 계산된 값에 피팅(fitting)하여 얻었다. 이 측정된 확산속도와 확산시간상수로부터 상온에서 PVC피막의 두께 $\delta_f$와 피막내에서의 산소확산계수(diffusivity) $D_f$를 각각 결정하였다. 온도가 증가함에 따라 측정된 PVC내에서의 산소확산계수가 용액에서의 산소확산계수 $D_s$보다 더 빠르게 증가하였다. 이는 온도가 증가함에 따라 PVC피막내 공공이 성장하고, 이 공공들이 피막내에서 유효한 확산경로로 작용한다는 것을 의미한다. 본 정상상태 및 유체역학적 요동상태 실험방법을 이용하여 금속표면에 존재하는 비전도성 다공질피막의 두께와 피막내 산소확산계수를 동시에 측정할 수 있었으며, 피막의 다공도를 정량적으로 계산할 수 있었다.

현장추적자시험과 실내주상실험을 이용한 복합토양층의 수리분산특성 연구 (Hydrodynamic Dispersion Characteristics of Multi-soil Layer from a Field Tracer Test and Laboratory Column Experiments)

  • 강동환;양성일;김태영;김성수;정상용
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권4호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • 본 연구에서는 복합토양층(조립질 모래, 세립질 모래, 실트 점토의 혼합토)에서 수행된 현장추적자시험과 3개 토양층에서 채취된 시료를 이용한 실내주상실험의 자료를 이용하여, 복합토양층의 수리분산특성을 분석하였다. 토양층별 투수성과 유동 분석에 의해, 유효공극률이 낮은 실트 점토의 혼합토와 세립질 모래에서 평균선형유속이 높고, 유효공극률이 큰 조립질 모래에서는 수리전도도가 높은 것을 알 수 있었다. 평균토양입경에 따른 수리전도도 함수는 Y=$3.49{\times}10^{-8}e^{15320x}$로 추정되었으며 결정계수는 0.90이었다. 평균토양입경에 따른 평균선형유속 함수는 Y=$1.88{\times}10^{-7}e^{11459x}$로 추정되었으며, 결정 계수는 0.81이었다. 그리고 평균토양입경에 따른 종분산지수 함수는 Y = 0.00256$e^{5971x}$이었으며, 결정계수는 0.98 정도로 나타났다. 평균선형유속과 종분산지수의 선형회귀분석 결과, 함수는 Y = 21.7527x+0.0063로 추정되었으며 결정계수는 0.9979로서 매우 높게 나타났다. 본 연구에서 산정된 현장규모/실내쥬모의 종분산지수비는 54.09로서 규모종속효과를 나타내었다. 현장추적자시험을 실시하여 산정한 종분산지수(1.39m)가 Xu와 Eckstein(1995)의 방법에 의해 산정된 종분산지수(0.186m)에 비해 7.47배 정도 크게 나타났다. 이는 시험 대수층 내 중 조립질 모래층에서의 우세한 확산 흐름에 의한 것이다.

혐기성 생물반응기에 의한 축산폐수의 처리 (Treating Swine Wastewater by Anaerobic Bioreactors)

  • 이국희;김종수
    • 한국환경농학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.54-60
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    • 1999
  • 축산폐수의 효율적 처리와 최적 메탄발생을 위하여 AF 그리고 이단의 ASBF-PR과 ASBF-SP 실험실적 생물반응기를 구성하고 $35^{\circ}C$ 항온조에서 수리학적체류시간 $1{\sim}2$일 그리고 유기물부하 $1.1{\sim}63kg-COD/m^3{\cdot}d$까지 연속 운전하여 처리효율을 비교, 분석하였다. 하수종말처리장의 혐기성 소화조 잉여 슬러지에 의한 혐기성 생물반응기의 식종은 효과적이었으며, 적응 기간은 약 40일 정도가 소요되었다. 생물반응기는 COD 제거율 $66.4{\sim}84.9$% 그리고 바이오 가스 발생량은 제거된 COD 기준 $0.333{\sim}0.796m^3/kg-COD{\cdot}d$. 으로 축산폐수의 처리에 효율적이었으며 유입 COD의 증가와 수리학적체류시간의 감소에 의한 유기물부하 증가의 경우 COD 제거율은 감소하고 바이오가스 발생량은 증가하였다. 높은 유기물부하에서 AF와 ASBF-PR의 처리효율은 비슷하였으며 ASBF-SP보다 우수하였다. 생물반응기에 충진된 미디어의 공극율과 공극의 크기가 비표면적에 비교하여 유기물질 제거능력 향상에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 유입수 TKN 농도가 $1,540{\sim}1,870mg/L$ 범위에서 메탄발효 미생물의 활동은 저해영향을 받아 생물반응기의 처리효율과 바이오가스 발생량은 각각 50% 이하로 감소되는 것으로 나타났으므로 혐기성 소화가 축산폐수의 처리에 주 공정으로 응용된다면 전처리에 의한 TKN의 제거는 필수적이다.

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Silane Coupling Agent 첨가에 의한 MDF Cement Composite의 수분안정성 연구 (The Study of Water Stability of MDF Cement Composite by Addition of Silane Coupling Agent)

  • 노준석;김진태;박춘근;오복진;최상홀
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.421-428
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    • 1998
  • 순수 HAC/PVA 계 및 epoxy 수지와 urethane이 첨가된 HAC/PVA 계 MDF 시멘트 복합재료에 서로 다른 관능기를 갖는 3종류의 silane coupling agent를 첨가하여 강도 및 수분안정성에 대한 영향을 살펴보고 기공율 분석을 통해 미세구조와 강도의 관계를 살펴보았다. Silane의 관능기에 따라 각각의 MDF 시멘트 복합재료의 강도 및 수분안정성 향상에 대한 효과가 다른 것을 알 수 있었다. 순수 PVA 메트릭스의 경우에 대해서는 vinyl 기를 갖는 silane이 효과적인 영향을 나타내었으며 epoxy수지가 첨가된 MDF 시멘트에 대해서는 epoxy-methoxy 기를 갖는 silane이, 그리고 urethane이 첨가된 MDF 시멘트에 대해서는 diamine 기의 silane이 효과적이었다. Silane의 첨가량에 따라서는 urethane이 첨가된 MDF 시멘트 복합재료의 경우, diamine 기의 silane이 많이 첨가될수록 수분안정성이 향상되었으며 특히 2wt%의 silane을 첨가하고 wqrm press를 이용하여 성형하였을 때 건조 강도는 약 20% 향상되었으며 습윤강도는 40~70%까지 크게 향상되었다. 이는 기공율과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. Epoxy 수지가 첨가된 MDF 시멘트의 경우에서도 2wt%의 silane 첨가까지는 그 첨갈향이 많아질수록 강도가 향상되는 것을 알 수 있었지만 과량의 silane(4wt%)이 첨가될 경우에서는 오히려 특성저하가 나타났다.

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경주 골굴암 마애여래좌상 구성암석의 손상과 에틸실리케이트 암석강화제의 효과 (Deterioration of the Rock-carved Seated Buddha at Golguram Hermitage, Gyeongju and Effect of the Ethylsilicate Consolidant)

  • 도진영
    • 한국광물학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.71-81
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    • 2017
  • 회백색 응회암으로 구성된 경주 골굴암 마애불의 효과적인 보존처리를 위하여 구성암석의 특징과 보존처리제 적용에 따른 효과를 살펴보았다. 구성암석은 팽윤성 광물인 몬모릴로나이트를 3-5% 함유하고 있으며, 물과 반응 후 팽윤성 광물의 층간간격이 증가함을 보였다(1.54-2.69%). 에틸실리케이트 암석강화제를 적용한 후 시편의 표면 경도, 흡수율, 공극률 등의 물성은 향상되었으나 팽윤성 광물의 층간간격이 감소하였으며(4.23-12.12%), 팽윤성 광물의 함량이 많을수록 그 정도는 컸다. 팽윤저지제를 선 처리한 후 강화제를 적용하였을 때 물성은 강화제만을 처리하였을 때와 거의 유사한 결과를 보였다. 팽윤저지제만의 처리로는 팽윤성 광물의 층간간격이 거의 변화되지 않았으며, 팽윤저지제 처리 후 강화제를 처리하였을 때는 XRD 패턴에서 팽윤성 광물의 세기는 줄어들었으나 층간간격의 변화는 강화제만을 처리하였을 때와 유사하여 팽윤저지제의 효과는 거의 없었다(4.10-11.85%). 따라서 팽윤성 광물을 함유하고 있는 골굴암 마애불 구성암석을 강화시키기 위한 보존처리제로서 에틸실리케이트 계열의 암석강화제는 적절치 않으며 이를 보완하기 위해 사용한 팽윤저지제도 효과적이지 못하다. 우수의 접촉으로 구성광물이 팽윤되어 풍화가 급속히 진행되기 때문에 현재로서는 하부와 측면 등 풍화가 심한 부분에 우수접촉을 저지시키는 조치가 필요하다.

복합복원기술 개발을 위한 설계안 : 중금속 오염토양을 위한 토양세척과 토양파쇄의 통합 사례 연구 (Design Scheme to Develop Integrated Remediation Technology: Case Study of Integration of Soil Flushing and Pneumatic Fracturing for Metal Contaminated Soil)

  • 정덕영;양재의
    • 한국토양비료학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.29-37
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    • 2006
  • 중금속으로 오염된 농경지 토양을 효과적으로 보권하기 위해서는 토양 매체내에서 반응과정을 거치는 중금속의 동태와 이동성에 따라 한 가지 이상의 복원기술이 선택되어야 한다. 오염토양 복원 시 중요한 토양의 물질적 수리적 요인은 투수성, 공극성, 토성과 토양조직, 오염물질의 형태와 농도, 오염물질의 동태와 이동특성이다. 따라서 중금속으로 오염된 농경지 토양에 적용할 수 있는 복합복원기술 개발 방법을 기존의 사용하고 있는 적용 가능한 화학적 기술과 물리적 기술을 중심으로 검토하여 보았다. 심층토내 중금속을 제거하는 화학적 기술로서 토양세척이 있으나 이러한 단일 기술로는 효과적 복원이 어렵다. 따라서 토양세척기술이 가지고 있는 단점을 보완하기 위한 물리적 기술로 토양파쇄 기술이 있다. 그러나 토양세척과 토양파쇄 기술은 혼용하여 오염토양에 적용할 지라도 오염물질제거율은 높은 이류 흐름 지역에서는 확산유동에 의해 비율제한적으로 된다. 그러므로 선택된 두 가지 기술을 현장에서 효과적으로 적용하기 위해서는 오염토양 복원 시 공정별로 각각의 기술이 가지는 장단점을 파악하기 위해서는 기존 현장에서 기술 적용 시 발견된 문제점과 요인들을 검토하여야 한다. 또한 복원의 효율을 예측하기 위해서는 오염물질의 역학적 탈착, 유동과 이동을 포함하는 예상수학모형을 통해 오염토양의 이질성과 복합 반응에 의한 실질 심층토내에서의 유동 경로 정확한 특성을 파악하여야 한다.

참깨의 연작장해 경감 녹비작물 선발 및 윤작효과 (Effects of Green Manure Crops and Rotational Cropping System on Growth and Yield of Sesame(Sesamum indicum L.))

  • 남상영;김인재;김민자;강효중;윤태;노창우;민경범;이철희
    • 한국자원식물학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.404-408
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    • 2007
  • 참깨 연작장해 경감 녹비작물을 선발하기 위하여 9월 하순$\sim$10월 중순에 호밀, 헤어리벳치, 귀리 등을 파종 후 이듬해 5월 상순 환원하여 2004년부터 3년간 시험한 결과, 윤작에서 생육 및 수량이 양호하여 단일연작 48.9kg/10a 대비 33% 증수되었으며, 연작 간에는 녹비작물재배 시 양호하여 $10{\sim}15%$ 증수되었고, 녹비작물재배 간에는 호밀재배에서 가장 양호한 경향이었다. 윤작 시 연작에 비하여 병발생, 토양의 시들음병균 밀도가 낮은 경향이었으며, 연작 간에는 녹비작물재배 시 양호한 경향이었다. 녹비작물재배 간에는 호밀과 헤어리벳치재배에서 양호하였고, 공극률은 윤작과 연작의 호밀재배에서 가장 높았다. 연작기간이 경과할수록 시들음병 및 역병 발생이 많았으며, 연작 간에는 호밀재배에서 가장 적게 발생되었고, 수량도 가장 많았다.

Al-xSi 합금의 인장특성에 미치는 공정 Si 입자의 파단과 미소기공율의 영향 (Effects of Damage Evolution of Eutectic Si Particle and Microporosity to Tensile Property of Al-xSi Alloys)

  • 이충도
    • 한국주조공학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.434-444
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    • 2021
  • 본 연구에서는 미소기공과 Si석출상의 파단으로 구성되는 유효기공 면적분율에 대한 인장특성의 결함민감도 관점에서 Al-Si합금의 인장특성을 공정 Si입자의 분포양상 변화에 대하여 평가하고자 하였다. Al-xSi(x=2,5,8,11)합금의 주방상태 미세조직인 망상구조의 공정 Si입자는 T4처리를 통하여 과립형태로 변형시켰으며, CT분석과 주사전자현미경 관찰을 통하여 미소기공의 분포와 크기를 평가하였다. CT분석과 주사전자현미경의 비교분석을 통하여 인장변형과정에서의 균열성장이 최대 기공율을 포함하는 국부영역에서 발생함을 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 이들 분석방법에는 미소기공 인접영역에서의 소성변형집중과 미소기공의 분포양상에 의해 파생되는 실제적인 차이를 포함하기 때문에 정확히 일치된 결과를 얻을 수 없었다. 유효기공 면적분율의 변화에 대한 인장강도와 연신율의 변화는 과립형태보다 망상구조 정출상의 분율변화에 더욱 민감한 의존도를 가진다.

팽연왕겨와 훈탄을 포함한 원예작물 용기재배용 혼합상토의 개발 (Development of Root Media Containing Carbonized and Expanded Rice Hull for Container Cultivation of Horticultural Crops)

  • 박은영;최종명;심창용
    • 원예과학기술지
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    • 제32권2호
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    • pp.157-164
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    • 2014
  • 국내에서 유통되고 있는 팽연왕겨(ERH)와 훈탄(CRH)을 포함한 혼합상토를 개발하기 위하여 두 종류 물질 또는 이들을 피트모스(PM) 또는 코이어 더스트(CD)와 혼합한 상토의 물리 화학성을 분석하여 원예용 상토로 적합한 4종류 혼합상토를 선발하였다. 이 후 기비를 첨가한 후 화학성을 분석하여 혼합상토로써의 적합함을 판단하였다. 공극률, 용기용수량 및 기상률에서 ERH는 81.3%, 39.9%, 41.4% 그리고 CRH는 77.6%, 64.1%, 13.5%로 측정되었다. 쉽게 이용할 수 있는 수분(EAW)과 완충수(BW)의 비율은 ERH가 각각 11.37% 및 5.27%로, CRH는 각각 13.5% 및 8.8%였다. 화학적 특성에서 ERH는 pH 7.13, EC $1.31dS{\cdot}m^{-1}$, 양이온교환용량(CEC) 12.1meq${\cdot}100g^{-1}$였지만 CRH는 pH 11.2, EC $6.53dS{\cdot}m^{-1}$, 그리고 CEC 7.79meq${\cdot}100g^{-1}$로 분석되었다. ERH와 CRH를 PM 또는 CD와 다양한 비율로 혼합한 후 원예용 상토로 적합하다고 판단한 네 종류 상토(PM + ERH, 6:4, v/v;CD + ERH, 8:2; PM + CRH, 7:3; CD + CRH 6:4)의 공극률, 용기용수량 및 기상률은 각각 89.2-90.3%, 67.3-81.8%, 그리고 8.3-21.9%의 범위에 포함되었다. 그러나 피트모스가 혼합된 PM + ERH 또는 PM + CRH 혼합상토는 pH가 4.0-4.3, EC가 $0.33-0.36dS{\cdot}m^{-1}$로 강산성 물질이었지만, CD + CRH 상토는 pH 7.4-7.9, EC $0.814-1.282dS{\cdot}m^{-1}$로 pH와 EC가 높았다. 따라서 이들 상토에 포함될 기비의 종류 및 양을 변화시켜 혼합하고 다시 화학적 특성을 분석한 결과 기비로 혼합하기 전과 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 그러나 기비로 혼합된 고토석회나 유황이 상토 pH에 미치는 영향이 매우 느리게 나타남을 고려할 때 우려할 상황은 아니라고 판단하였다.

남해 대륙붕 PZ-1 시추공 주변 현무암 대지 구조의 CO2 지중저장용량 평가 (Assessment of CO2 Geological Storage Capacity for Basalt Flow Structure around PZ-1 Exploration Well in the Southern Continental Shelf of Korea)

  • 신승용;강무희;신영재;정순홍
    • 자원환경지질
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    • 제53권1호
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    • pp.33-43
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    • 2020
  • CO2 지중저장은 현재 온실가스 감축을 위한 CCS(Carbon Capture & Storage) 저장기술 중 가장 안정적이고 효과적인 기술로 평가되고 있다. 지중저장 대상 염대수층은 일반적으로 CO2가 초임계상태로 저장될 수 있는 지하 800 m 이상의 심도에 위치하고, 그 상부에 지표로의 CO2 누출을 막는 광역적인 불투수성 덮개암층이 분포해야 한다. 본 연구에서는 남해 대륙붕 탄성파 및 시추공 자료를 해석하여 덮개암으로 활용할 수 있는 현무암층과, 하부 염대수층이 발달하고 있는 현무암 대지 구조를 CO2 지중저장 유망구조로 제시하였다. 연구지역 주입대상 염대수층의 지중저장용량을 평가하기 위해 총 공극률은 시추공 감마 및 음파검층 자료를 이용하여 산출하였으며, 염대수층 구간의 온도/압력 조건을 고려하여 CO2 밀도를 계산하였다. 정확한 주입대상 염대수층의 체적을 산정하기 위해 x, y, z 축 방향으로 일정한 크기를 가지는 3차원 지질 격자 모델을 구성하였고, 염대수층 3차원 공간의 물성 분포를 지구통계학적 기법으로 예측하는 물성 모델링을 수행하여 총 공극률 값을 지질 격자에 할당하였다. U.S. DOE 방법을 이용하여 남해 대륙붕 현무암 대지 구조의 CO2 지중저장용량 평가 결과 평균 약 8,417만 CO2톤(최소 4,207만 ~ 최대 1억 4,379만 CO2톤)이 주입대상 염대수층 구간에 저장 가능한 것으로 예측되었다.