• 제목/요약/키워드: Flow and mass transfer

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VOCs/질소 혼합물 증기투과시 공급액부 경계층에서의 농도분극 분석을 위한 모델식 확립 (Evaluation of Concentration Polarization at Feed in the Permeation of VOCs/$N_2$ mixtures through PDMS membrane)

  • 염충균;이상학;최정환;이정민
    • 멤브레인
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    • 제11권2호
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    • pp.74-82
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    • 2001
  • 실리콘(PDM)막을 통한 휘발성유기화합물(VOCs)과 질소 혼합물의 증기투과시 공급부 경계층에서 발생하는 VOCs의 농도분극 현상을 정량적인 평가를 위하여 저항직렬연결의 개념을 바탕으로 한 수학적인 모델식을 확립하였다. feed속도를 변화시키면서 여러 VOCs 혼합물에 대한 증기투과를 시행하였는데 본 연구에 사용한 VOCs는 염소화 탄화수소계 중에서 응축도가 다른 methylene chloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane 등을 선정하여 사용하였다. 확립한 모델식에 각 혼합물의 투과 실험치들의 frtting 및 regression을 통하여 각 모델 파라메타들을 구하고 물질전달계수 및 농도분극탄성률 등을 결정하였다. 결정한 모델 파라메타를 분석한 결과 VOCs의 응축도가 클수록 경계층 저항이 현저함을 관찰할 수 있었으며 또한 모델링을 통해서 고 투과성 고 선택성막을 통한 증기투과에서 경계층저항의 중요성을 확인할 수 있었다.

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Control of Dimethyl Sulfide Emissions Using Biofiltration

  • Kong, Sei-Hun;Kim, Jo-Chun;Allen, Eric R.;Park, Jong-Kil
    • 한국환경과학회지
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    • 제11권8호
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    • pp.819-827
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    • 2002
  • Laboratory scale experiments were conducted to evaluate the performance of a biofilter for eliminating dimethyl sulfide(DMS). A commercial compost/pine bark nugget mixture served as the biofilter material for the experiments. The gas flow rate and DMS concentration entering the filter were varied to study their effect on the biofilter efficiency. The operating parameters, such as the residence time, inlet concentration, pH, water content, and temperature, were all monitored throughout the filter operation. The kinetic dependence of the DMS removal along the column length was also studied to obtain a quantitative description of the DMS elimination. High DMS removal efficiencies(>95%) were obtained using the compost filter material seeded with activated sludge. DMS pollutant loading rates of up to 5.2 and 5.5 g-DMS/m$^3$/hr were effectively handled by the upflow and downflow biofilter columns, respectively. The macrokinetics of the DMS removal were found to be fractional-order diffusion-limited over the 9 to 25 ppm range of inlet concentrations tested. The upflow column had an average macrokinetic coefficient(K$\_$f/) of 0.0789 $\pm$ 0.0178 ppm$\^$$\sfrac{1}{2}$//sec, while the downflow column had an average coefficient of 0.0935 $\pm$ 0.0200 ppm$\^$$\sfrac{1}{2}$//sec. Shorter residence times resulted in a lower mass transfer of the pollutant from the gas phase to the aqueous liquid phase, thereby decreasing the efficiency.

제습냉방시스템의 제습로터 회전주기변화에 따른 제습성능해석 (Performance Analysis of a Desiccant Rotor for Rotational Period in a Desiccant Cooling System)

  • 피창헌;강병하;장영수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권5호
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    • pp.523-531
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    • 2012
  • 제습냉방시스템에서 주요 구성부품인 제습로터의 성능을 극대화 시키기 위한 방법으로 제습로터의 회전주기의 제어에 대한 연구를 수행하였다. 열과 물질전달의 과정을 모델화하여 얻은 수치해를 바탕으로 제습로터성능 시뮬레이션 프로그램을 구성하여, 재생공기 온습도, 풍량 등의 운전조건에 대하여 회전 주기에 따른 제습로터의 제습량을 구하였다. 성능 시뮬레이션 결과 검증을 위하여, 실험을 통해 측정된 값과 성능해석 모델을 이용하여 계산된 값을 비교함으로써 성능 시뮬레이션 모델의 타당성을 보였다. 각 운전조건에서 제습량이 최대가되는 제습로터의 회전주기를 최적 회전주기로 정의하였고, 회전주기를 고정(400s)할 때의 제습성능과 비교하여, 최적 회전주기제어가 제습성능에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고 회귀분석법을 이용하여 재생온도, 외기상대습도, 풍량을 변수로 하는 최적 회전주기의 예측상관식을 개발하고 시뮬레이션 값과 비교하여 검토하였다.

진행축에 수직방향 압력구배를 받는 난류 평면제트의 수치적 연구 (Numerical study of a turbulent plane jet under the pressure gradient in the transverse direction)

  • 최문창;최도형
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.1150-1157
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    • 1988
  • 본 연구에서는 수치계산을 통해 진행하는 방향에 수직으로 일정한 압력구배를 받는 2차원 난류 자유제트의 발달을 고려해 보고자 한다.속도장을 구한 후에는 제 트의 온도가 주위온도 보다 높을 경우와 또 제트를 사이에 둔 양쪽 유체에 온도차가 있을때의 열확산 특성도 함께 알아보려는 것이다. 수직 방향으로 압력구배가 있는 유동장은 최근 활발히 연구가 진행되는 분야인 제트축에 수직방향으로 주위유동이 있 는 경우와 흡사하며 제트를 통한 열확산현상은 air curtain등 실제 응용도가 큼에도 불구하고 문헌에 보고된 것이 별로 없는 것으로 보여진다.

광섬유 냉각장치의 헬륨 주입기 설계를 위한 전산열유동해석 (Computational Thermo-Fluid Analysis for the Effects of Helium Injection Methods on Glass Fiber Cooling Process in an Optical Fiber Manufacturing System)

  • 박신;김경진;김동주;박준영;곽호상
    • 한국기계가공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.124-130
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    • 2014
  • In a mass manufacturing system of optical fibers, the sufficient cooling of glass fibers freshly drawn from a draw furnace is essential, asinadequately cooled glass fibers can lead to poor resin coating on the fiber surface and possibly fiber breakage during the process. In order to improve fiber cooling at a high drawing speed, it is common to use a helium injection into a glass fiber cooling unit in spite of the high cost of the helium supply. The present numerical analysis carried out three-dimensional thermo-fluid computations of the cooling gas flow and heat transfer on moving glass fiber to determine the cooling performance of glass fiber cooling depending on the method of helium injection. The results showed that afront injection of helium is most effective compared to a uniform or rear injection for reducing air entrainment into the unit and thus cooling the glass fibers at a high fiber drawing speed. However, above a certain amount of injected helium, there was no more increase of the cooling effect regardless of the helium injection method.

양이온교환 고성능액체크로마토그래피에서 라이소자임의 모멘트 분석 (Moment Analysis (MA) of Lysozyme in Cation Exchange High Performance Liquid Chromatography (HPLC))

  • 고관영;김인호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권4호
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    • pp.487-493
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    • 2016
  • 양이온교환 고성능액체크로마토그래피에서 라이소자임을 분석하고, 실험결과인 크로마토그램을 통해 모멘트 분석을 수행하였다. 용리 인산완충용액은 1.0, 0.75, 0.5 M의 소금을 포함하였다. 실험변수는 유량, 용리 완충용액중 소금 농도, 시료의 농도로 하였다. General rate (GR) model을 도입하여 1차와 2차 모멘트를 해석하였다. 1차 모멘트 해석에서 평형상수 K를 구할 수 있으며, 이는 $L/u_0$ vs. $({\mu}_1-t_0)/(1-{\varepsilon}_e)(1-{\varepsilon}_i)$]를 도식화했을 때의 기울기이다. 2차 모멘트 해석에서 입자내 확산계수는 이론단수 실험자료에서 계산하였다. 모멘트 분석결과를 통해 여러 물질전달 현상이 이론단 상당높이(HETP)에 주는 영향을 알아보기 위해 van Deemter plot을 작성하고, 총괄 이론단 상당높이($H_{total}$)에 기여하는 $H_{ax}$, $H_f$, 그리고 $H_d$를 조사하였다. 그 중 입자내 확산계수를 나타내는 $H_d$가 가장 지배적이었고, 외부 물질전달 계수를 나타내는 $H_f$의 영향이 가장 미미했다.

소형 Gifford-McMahon/Joule-Thomson 냉동기에서 열교환기의 최적 조합 (Optimum Size Combination of Heat Exchangers in a Small Gifford-Mchon/ Joule-Thomson Refrigerator)

  • 김영률;이상용;장호명
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권11호
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    • pp.2196-2202
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    • 1992
  • 본 연구에서는 초전도 양자 간섭장치(SQUID, superconductiong quantum inte- rference device)를 냉각시킬 수 있는 정도의 소용량(3.995K에서 0.1W)의 GM/J-T 냉동 기에 대하여 요구되는 냉각용량을 만족시키면서 최대의 성능을 나타낼 수 있는 열교환 기의 면적배분 조건을 구하였다. 즉 냉동 성능을 알고 있는 상용 2단 GM 냉동기와 소형 극저온 냉동기에 널리 사용되는 열교환기로 이루어진 복합적인 GM/J-T 냉동기에 대하여 열교환기 총면적이 주어졌을 때, J-T 회로내의 냉매(헬륨)의 유량과 각 열교환 기 전열 면적의 비를 변수로 최적설계를 행하였다.

Sex Ratio Determination by Quantitative Real Time PCR using Amelogenin Gene in Porcine Sperm

  • Hwang, You-Jin;Bae, Mun-Sook;Yang, Jae-Hun;Kim, Bo-Kyoung;Kim, Sang-Ok;Lee, Eun-Soo;Choi, Sun-Gyu;Kwon, Ye-Ri;Seo, Min-Hae;Park, Choon-Keun;Kim, Dae-Young
    • 한국수정란이식학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.225-230
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    • 2009
  • Sex-sorting of sperm is an assisted reproductive technology (ART) used by the livestock industry for the mass production of animals of a desired sex. The standard method for sorting sperm is the detection of DNA content differences between X and Y chromosome-bearing sperm by flow cytometry. However, this method has variable efficiency and therefore requires verification by a second method. We have developed a sex determination method based on quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) of the porcine amelogenin (AMEL) gene. The AMEL gene is present on both the X and the Y chromosome, but the length and sequence of its noncoding regions differ between the X and Y chromosomes. By measuring the threshold cycle (Ct) of qPCR, we were able to calculate the relative frequency of X chromosome. Two sets of AMEL primers were used in these studies. One set (AME) targeted AMEL gene sequences present in both X and Y chromosome, but produced PCR products of different lengths for each chromosome. The other set (AXR) bound to AMEL gene sequences present on the X chromosome but absent esholthe Y-chromosome. Relative product levels were calculated by normalizing the AXR fluorescence to the AME fluorescence. The AMEL method accurately predicted the sex ratios of boar sperm, demonstrating that it has potential value as a sex determination method.

이종이식에 활용할 α1,3-galactosyltransferase 비활성화 및 Membrane Cofactor Protein 발현 동형접합 형질전환 돼지 개발 (Development of α1,3-galactosyltransferase Inactivated and Human Membrane Cofactor Protein Expressing Homozygous Transgenic Pigs for Xenotransplantation)

  • 이건섭;박상현;이해선;지수정;이주영;변승준;황성수;김경운;옥선아;오건봉
    • 한국수정란이식학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.73-79
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    • 2017
  • Transplantation is considered to be a very useful approach to improve human welfare and to prolong life-span. Heterologous organ transplantation using pig organs which are similar to human beings and easy to make mass-production has known as one of the alternatives. To ensure potential usage of the pig organ for transplantation application, it is essentially required to generate transgenic pig modifying immuno-related genes. Previously, we reported production of heterozygous ${\alpha}1,3$-galactosyltransferase (GalT) knock-out and human membrane cofactor protein (MCP) expressing pig ($GalT^{-MCP/+}$), which is enforced for suppression of hyperacute and acute immunological rejection. In this study, we reported generation of homozygous pig ($GalT^{-MCP/-MCP}$) by crossbreeding $GalT^{-MCP/+}$ pigs. Two female founders gave birth to six of $GalT^{-MCP/-MCP}$, and seven $GalT^{-MCP/+}$ pigs. We performed quantitative real-time PCR, western blot, and flow cytometry analyses to confirm GalT and MCP expression. We showed that fibroblasts of the $GalT^{-MCP/-MCP}$ pig do not express GalT and its product Gal antigen, while efficiently express MCP. We also showed no expression of GalT, otherwise expression of MCP at heart, kidney, liver and pancreas of transgenic pig. Taken together, we suggest that the $GalT^{-MCP/-MCP}$ pig is a useful candidate to apply xenotransplantation study.

질량분석법에 의한 내분비계 장애물질의 분석과 막 여과에 의한 제거 (Analysis of EDCs by Mass Spectrometry and their Removal by Membrane Filtrations)

  • 김태욱;연경호;조재원;문승현
    • 멤브레인
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    • 제15권4호
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    • pp.297-309
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    • 2005
  • 다수의 잠재적인 내분비계장애물질이 환경에 방출됨으로써 새로운 환경문제로 세계적 관심이 모아지고 있다. 이러한 물질들을 측정하고 감시하기 위한 고감도이며 신뢰성 있는 분석방법의 개발이 필수적이다. 이 연구에서는 기체크 로마토그래피 질량분석법과 액체크로마토그래피 질량분석법이 내분비계장애물질들의 분석을 위해 이용되었으며 두 가지 분석방법들이 DEHP, BBP, PCP, BPA에 대해 비교 및 평가되었다 그 결과 액체크로마토그래피 질량분석법이 더 낮은 검출 한계를 나타내는 것으로 조사되었다. 또한 액체크로마토그래피 질량분석법은 대부분의 순수한 분자들로서 내분비계장애물질들을 측정 가능함이 판명되었다. 이 연구에서는 음용수에서 내분비계장애물질들을 제거하는 방법으로 유기막과 세라믹막을 제시하였으며 십자류 나노여과 방식이 내분비계장애물질들을 $100\%$ 제거하는 것으로 조사되었고 분획분자량 250 나노여과는 내분비계장애물질을 제거함에 있어 효과적인 것으로 판명되었다. 나노여과, 고속한외여과, 저속한외여과의 투과플럭스와 물질전달계수와의 비는 0.67, 3.4, 그리고 0.44였으며 나노여과와 저속한외여과는 확산이 주요한 조건에서 운전되며 고속한외여과는 대류가 주요한 조건에서 운전된다. 더욱이, 확산이 주요한 나노여과와 저속한외여과에서 내분비계장애물질의 제거율이 높은 것으로 측정되었다. 한외여과에 의한 제거는 내분비계장애물질들의 분자량에 의존하는 것으로 조사되었으며 내분비계장애물질들은 확산이 주요한 수리동역학적 조건에서 제거됨이 판명되었다.