고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 성능을 예측할 수 있는 empirical equation의 역할이 중요하게 대두되고 있다. 본 연구에서는 polarization curve에서 activation loss, ohmic loss, mass transfer loss 영역을 분리하였고, 현재까지 개발된 model 중 Kim의 model과 Hao의 model을 선정하여 각 영역의 fitting을 시행하였다. 온도, 압력, 산소 농도 및 막 두께를 운전변수로 설정하여 조건 변화에 대한 각 loss의 변화를 비교하였다. 기존 model은 전반적으로 좋은 fitting 정확도를 보였지만, 분리된 loss 영역에서는 부정확한 fitting 결과를 보이기도 하였다. 연료전지 성능 예측의 정확도를 개선하기 위하여 converge coefficient를 도입한 새로운 model을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 model을 연료전지 성능 예측에 적용한 경우에 신뢰도 평가에서 개선된 결과를 얻을 수 있었다.
Henri-Michaelis-Menten model for predicting the behavior of culture of Brevibacterium flavum under carbon limiting condition has been evaluated on a chemostat growing in the presence of the phenol derivatives: guaiacol, o-vanillin and vanillin. It is found that Henri-Michaelis-Menten model could be applicable to the evaluation of the growth rate of cells in the phenol derivatives. The marked enhancing abilities of the cells treated by the phenol derivatives during fermentation were ascribed to the formation of charge-transfer complex between the phenol-derivatives and oxygen which supplies oxygen effectively to the fermentation system.
Hybrid propulsion systems provide many advantages in terms of stable operation and safety. However, classical hybrid rocket motors have lower fuel regression rate and combustion efficiency compared to solid propellant rocket motor. Accordingly, the recent research efforts are focused on the improvement of engine efficiency and regression rate in the hybrid rocket engine. The present study has numerically investigated the combustion processes in the hybrid rocket engine. The turbulent combustion is represented by the flamelet model and Low Reynolds number $k-{\varepsilon}$ turbulent model is employed to reduce the uncertainties for convective heat transfer near solid fuel surface having strong blowing effect. Based on numerical results, the detailed discussions have been made for the effects of oxygen injection methods and oxygen injection flow rate on flame structure and regression rate in the vortex hybrid rocket engines
내경 2.8cm, 높이 65cm의 반응관을 이용하여 1000∼1400 K에서 산소-질소 혼합 가스류 중을 낙하하는 동정광 입자의 1차원 비등온 산화반응의 초기거동에 대하여 검토하였다. 동 정광은 반응관을 낙하하면서 매우 빠르게 산화 용융되었다. 입자 온도는 미 반응핵 모델과 가스-입자간의 물질전달 및 가스-입자-관벽 사이의 열전달을 조합하여 계산하였다. 계산에 의한 입자 온도는 반응관 상단에서 20∼30cm의 위치에서 최고온도에 도달하였으며, 고 산소분압에서는 약 1700 K에 도달하였다. 산소분압이 0.2 atm 이상인 경우 대부분의 입자는 용융되었다.
본 연구에서는 고분자형 연료전지(PEMFC) 내의 기체확산층(GDL)에서의 물질 거동 전산해석을 통하여 GDL 물성이 전지성능에 미치는 영향을 알아보았다. GDL 내에서 기상의 산소와 액상의 물의 거동을 계산하기 위하여 multi-phase mixture($M^2$) 모델을 사용하였다. GDL의 접촉각, 기공도, 기체투과도, 두께에 변화를 주며 계산을 실시하여 GDL 내에서의 물질 거동의 변화를 확인 하였고, GDL 물성이 전지성능에 미치는 영향을 파악하였다. 전산해석 결과, GDL의 접촉각과 기공도가 커지고, 두께가 얇아짐에 따라 물질전달 저항이 감소하여 GDL과 촉매층 사이의 계면에서의 물포화도가 낮아지고 산소농도는 증가하여 전지성능이 향상되는 것을 확인하였다.
포장된 두부의 유통기간 중 두부 포장재를 통해 유입되는 산소량에 따른 두부 및 충진수에 미생물 성장률을 기준으로 두부의 유통기간을 예측하고자 하였다. 미생물 균의 성장 및 두부 포장재를 통해 유입된 산소량의 변화를 3차원적 수치 묘사의 수학적 모델로 정량적으로 예측하였으며, 이를 위해 산소의 확산 메커니즘 원리를 고려한 유한차분해석법을 적용하여 개발하였다. 3차원적 수치묘사의 수학적 모델을 통한 예측 결과는 미생물의 수가 두부 제품보다 충진수에 더 높은 것으로 나타났다. 따라서 포장된 두부의 유통기간은 두부 제품의 미생물 수뿐만 아니라 충진수의 미생물 수에도 영향을 끼치리라 예측된다. 두부 제품의 물리적 특성, 적용된 포장재의 산소투과율 및 충진수의 깊이 등에 따라 포장된 두부의 유통기간에 영향을 주는 것을 관찰하였다.
단세포 단백질의 합성이나 환성오니법에 의한 폐수처리 등에 응용되고 있는 Air-lift Fermentor (ALF)는 일반적인 기계식 교반 발효조에 비하여 산소전달 효과가 우수한 것으로 알려져 있다. 그러나 미생물의 성장반응에는 적절한 교반이 필요하므로 발효조 내에서는 높은 산소 농도와 함께 활발한 교반이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 ALF 내에서의 산소전달에만 국한해오던 연구 방향에서 실제로 Methylomonas, sp를 이용한 methanol fermentation을 행하여 이 발효조의 기능을 조사하였다. 그 결과 교반은 활발히 일어나고 있으나 높은 농도의 산소를 얻기 위해서는 높은 압력하에서나 낮은 dilution rate에서 운전하여야 하는 것으로 나타났다.
Collision-induced dissociation of peptides involves a series of proton-transfer reactions in the activated peptide. To describe the kinetics of energy-variable dissociation, we considered the heat capacity of the peptide and the Marcus-theory-type proton-transfer rate. The peptide ion was activated to the high internal energy states by collision with a target gas in the collision cell. The mobile proton in the activated peptide then migrated from the most stable site to the amide oxygen and subsequently to the amide nitrogen (N-protonated) of the peptide bond to be broken. The N-protonated intermediate proceeded to the product-like complex that dissociated to products. Previous studies have suggested that the proton-transfer equilibria in the activated peptide affect the dissociation kinetics. To take the extent of collisional activation into account, we assumed a soft-sphere collision model, where the relative collision energy was fully available to the internal excitation of a collision complex. In addition, we employed a Marcus-theory-type rate equation to account for the proton-transfer equilibria. Herein, we present results from the integrated thermochemical approach using a tryptic peptide of ubiquitin.
The activity of immobilized cell-support particle aggregates is influenced by physical and biochemical elements, mass transfer, and physiology. Accordingly, the mathematical model discussed in this study is capable of predicting the steady state and transient concentration profiles of the cell mass and substrate, plus the effects of the substrate and product inhibition in an immobilized cell-support aggregate. The overall mathematical model is comprised of material balance equations for the cell mass, major carbon source, dissolved oxygen, and non-biomass products in a bulk suspension along with a single particle model. A smaller bead size and higher substrate concentration at the surface of the particle, resulted in a higher supply of the substrate into the aggregate and consequently a higher biocatalyst activity.
Observed spectra of supernovae allow the empirical classification of supernovae into two basic categories, Type I with little or no evidence of hydrogen, and Type II with obvious evidence for hydrogen. The broad class of Type I can be subdivided depending on whether helium or silicon and other intermediate mass elements is observed. Understanding the physical processes that underlie these classifications---the progenitor evolution. the explosion mechanism, and end products---requires calculation of radiative transfer and model spectra. While most Type II occur in evolved massive stars that undergo core collapse. some may span the dividing line between degenerate and non-degenerate carbon burning and involve both core collapse and thermonuclear explosion. Type Ia are still most plausibly explained as thermonuclear explosions in carbon/oxygen white dwarfs in binary systems. Type Ib reveal helium atmospheres and are probably the result of core collapse in the helium core of a massive star that has lost its hydrogen envelope to a binary companion or to a wind. Type Ic supernovae are probably related to Type Ib but have also lost their helium envelope to reveal a mantle rich in oxygen.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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