다상유체의 작동에 의해서 그 기능을 수행하는 산업기계는 매우 광범위하게 이용된다. 이들 중 일부는 서로 분리된 2상 유체가 반대방향으로 흐르는 특성을 이용하고 있다. 서로 반대방향으로 흐르는 액체상과 기체상의 최대 유량은 역류유동제한 현상으로 제한된다. 이상유동의 질량 및 운동량 보존 방정식을 세우고 쌍곡선형 방정식이 시스템의 특성방정식으로부터 역류유동제한 현상을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 현재의 모델은 액체상 유입부의 기하학적 모양이 수직이거나 이와 유사한 형태로 되어 있어서 주변에 비등류가 형성되는 경우에 적용된다. 이 모델은 액체와 기체 사이의 질량전달을 일으키는 기계에 대한 유체역학적 운전제한 조건으로 이용될 수 있다.
This study discusses about research efforts of hydrogen generation from hydrocarbon(e.g., diesel, gasoline, natural gas, and LPG), especially, butane reforming by using Autothermal Reforming Reaction (ATR) technology. Several catalysts were selected for butane ATR. Thermodynamic reactor conditions (temperature, $O_2$/C, S/C) are varied and reforming characteristics of 2 catalysts (Pt and Rh on ceramic supports) and 1 commercial catalyst (FCR-HC35) have been examined. To understand reaction behaviors in an ATR reactor comprehensively, temperature profiles of reactor were observed. By mass transfer limitation, fuel conversion decreases when GHSV increases. Significant temperature variation along the reactor was observed and it was mainly due reaction kinetics difference between exothermic oxidation and endothermic reforming reaction.
Acremonium chrysogenum was immobilized in ionotropic gel beads to develop semi-continuous production of cephalosporin C (CPC). Barium alginate beads were more stable than calcium alginate or strontium alginate beads in chemically defined media. The gel stability of Ba-alginate was further increased by cross-linking with polyethyleneimine (PEI). The presence of carboxymethyl cellulose inside Ba-alginate beads did not reduce mass transfer resistance. Ba-alginate microbeads that had little diffusion limitation increased CPC production rate 1.6 fold higher than that of normal beads. CPC fermentation with immobilized cells in Ba-alginate microbeads was performed continuously for 40 days by way of repeated fed-batch operations. Mathematical modeling was developed to describe the repeated fed-batch fermentation system. Results of the computer simulation agreed well with the experimental data, which made it possible to predict an optimal feeding rate that could maximize total CPC productions.
급격한 경제성장의 결과로서 최근까지 각종 유류관련 시설의 누출로 인한 토양 오염에 대한 관심이 고조되고 있다. 토양복원을 위하여 재래식 토양가스추출법(SVE)과 같은 공법이 사용되고 있으나 휘발성 유류성분의 제거에 적합하며 디젤, 방향족화합물 등과 같은 저휘발성 오염물의 제거에는 부적합한 결과를 보이고 있다. 본 연구에서는 디젤과 같이 저휘발성 유류성분을 제거하기 위한 효율적인 공기주입 및 SVE 공정 개발을 위해 디젤유의 개별성분들의 온도와 유량에 따른 제거효율, 수분함량에 따른 영향 평가를 실시하였다. 디젤범위의 오염성분(DROs)들은 온도의 증가에 따라 휘발성의 순서대로 제거되는 경향을 보이고 있다. 실험결과, $90\%$ 이상의 DROs 범위 내 오염물은 온도를 $100^{\circ}C$ 이상으로 유지할 경우 효과적으로 SVE 방법에 의하여 제거할 수 있다고 판단된다. 유량이 증가함에 따라 오염물이 토양 내 잔류하는 비율이 빠르게 감소하지만 유량이 40cc/min를 초과하면 감소 폭이 크지 않았으며 이는 큰 유량에 대하여 오염물이 휘발되는 속도에 있어서 물질전달상의 제한에 기인한다고 판단된다. 수분함량에 영향은 DROs성분 중 n-decane은 적은 것으로 나타났으나 다른 오염성분들은 수분이 존재함에 따라 제거효율이 좋아지는 결과를 나타내었다.
전기주석도금용 PSA(Phenolsulfonic Acid Bath)계 전기주석 도금액은 장기간 사용하면 노화되어 도금 전류밀도 범위 축소 및 표면특성 열화현상이 일어나게 된다. 본 연구에서는 도금액 노화 현상의 원인을 축적된 phenolsulfonate농도 증가의 관점에서 조사하였다. 동전위와 정전위 분극실험 결과에서는, phenolsulfonate축적농도 증가에 따른 도금액의 노화 정도가 증가함에 따라 음극분극 초기에 나타나는 한계전류밀도가 점차 낮아지는 현상이 나타났다. Sodium phenolsulfonate를 첨가하여 phenolsulfonate끼 농도만을 조절한 도금액에서도 노화된 도금액과 거의 비슷한 분극 특성이 나타남으로써 도금액 노화의 원인이 축적된 phenolsulfonate임을 간접적으로 확인할 수 있었다. 또한 도금액의 온도가 증가할수록 한계전류밀도가 뚜렷하게 나타나지 않고 도금액 노화에 따른 영향이 적어져서 도금액의 노화는 물질이동과 같은 thermally-activated process의 제약에 의한 것이며, phenolsulfonate가 축적되면서 주석 이온의 mobility를 감소시키고, 따라서 정상적인 도금 반응이 억제되는 것으로 판단된다.
CO로부터 수소를 생산할 수 있는 미생물인 R. palustris P4를 반응기에 적용하여 연속적으로 수소를 생산하는 연구를 진행하였다. 고농도 배양을 위해 R. palustris P4를 호기적 조건에서 영양요구성 성장을 시켰고 그 결과 13 g/L정도의 높은 균체 농도를 얻을 수 있었다. CO는 물에 잘 녹지 않는 기상의 기질이므로 반응기내에서 기체의 충분한 체류시간을 제공할 수 있는 반응기인 TBR을 수소생산 단계에 적용하였다. 기체 체류시간이 50분으로 운전되는 조건에서 CO의 분압이 0.4 atm일 때 최대 CO 소모 속도가 16 mmol/L/hr였다. 또한 광합성 미생물 R. rubrum을 적용하여 TBR에서 수소생산을 시도한 Gaddy group의 수소생산속도 3-4 mmol/L/hr에 4-5배 높은 수소생산 속도이다(3).
Cell-Cell interaction and the extracellular matrix (ECM) are belisved to play essential roles during in vitro culturing of primary hepatocytes in the control of differentiation and in the maintenance of tissue spcific functions. The objective of this study was to examine the effects of degree of cell-cell contact (DCC) on liver sperific function of rat promary hepatocytes. Hepatocyte aggregates with various with various degrees of cell-cell contantact, I. e., dispersed cell, longish aggregate, rugged aggregate, and smooth spheroid were obtained at 1, 5-6, 15-20, and 36-48 hrs, respectively in suspension cultures grown in spinner flasks embedded in Caalginate bead and collagen gel in order. The may result from mass transfer limitation and shear damage caused by agitation during aggregation. The rugged aggregate showed a higer viability and albumin secretion rate than the dispersed cells or the other aggregates. This result indicates the possible enhancement of a bioartificial liver's (BAL) performance using primary hepatocytes and the reduction in time to prepare a BAL through optimization of the immobilization time.
Electric and telecommunication industries are constantly striving towards miniaturization of electronic devices. Miniaturization of chips creates extra space on PCBs that can be populated with additional components, which decreases the heat transfer surface area and generates very high heat flux. Even though an air-cooling technology for telecommunication equipment has been developed in accordance with rapid growth in electrical industry, it is confronted with the limitation of cooling capacity due to the rapid increase of heat density. In this study, liquid-cooling heat exchangers with MPCM slurries were designed and tested by varying geometry and operating conditions. The liquid-cooling heat exchangers with 4-paths showed higher cooling performance than the others. The cooling performance of liquid cooling heat exchanger with MPCM slurries was more enhanced than that of the air cooling system. It's performance was also slightly superior to that of the water cooling system at the inlet temperature of $19^{\circ}C$.
본 연구에서는 dextransucrase의 효소반응에 의한 dextran 생성기작을 규명하고자 하였다. Dextransucrase에 의한 dextran 생성은 초기당농도 50~150g/$\ell$에 대하여 수행하였고 생성된 dextran은 GPC를 사용하여 분자량 분포를 측정하였다. 이 연구에서 실험한 surcrose 농도범위에서는 surcrose가 primer로 작용하지 않은 것으로 추측된다. 또한 surcrose 농도가 50~100g/$\ell$의 범위에서 확산에의한 surcrose의 물질전달 제약에 의한 중합속도의 감소로 먼저 중간분자량 dextran이 생성되었다가 고분자량 dextran이 생성된다는 것을 알 수 있었다. Surcrose 농도가 100~150g/$\ell$로 증가하면서 중간분자량 dextran 생성기작은 라디칼 중합반응을 따르나 낮은 surcrose 농도에서는 물질전달 제약에 의하여 중합반응속도가 감소되어 중간분자량의 dextran을 생성함을 알 수 있었다.
The cell performance of direct formic acid fuel cell (DFAFC) having catalysts coated by electrospray was analyzed. Pd catalyst was used for the anode electrode and Pd catalyst loading amount and formic acid feed rate dependances of fuel cell performance were evaluated. When loading amount of Pd is in between 3mg/$cm^2$ and 7mg/$cm^2$ and formic acid feed rate is 5ml/min., 3mg/$cm^2$ sample showed better potential at 129 mA/$cm^2$ and power density due to difference in mass transfer limitation. However, when the feed rate is greater than 10ml/min., the opposite tendency was observed between 3mg/$cm^2$ and 7mg/$cm^2$ samples. The result was attributed to improvement in electrochemical reaction of the Pd. Based on the above results, In DFAFC including Pd catalyst that was coated by electrospray, 0.537V as the maximum potential at 129 mA/$cm^2$ was attained.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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