• 제목/요약/키워드: Porous Channel

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음극지지 고체산화물 연료전지 다공성 양극에서의 산소고갈 특성에 관한 수치해석 연구 (Numerical Study on Oxygen Depletion Characteristics of Porous Cathodes in Anode-Supported Solid Oxide Fuel Cells)

  • 신동우;남진현;김찬중
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권4호
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    • pp.257-268
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    • 2017
  • 본 논문에서는 우선 전기화학 유효도 모델에 기반하여 고체산화물 연료전지의 효율적인 2차원 해석모델을 제안하였다. 전기화학 유효도 모델은 연료전지 전극내 전해질 근처의 얇은 활성기능층에서 일어나는 복잡한 반응/전달현상을 고려하여 전극의 전류생산 성능을 정확하게 예측할 수 있는 장점을 가진다. 개발된 2차원 해석모델은 신뢰성을 검증한 후 음극지지 고체산화물 연료전지의 유로 횡방향 전류밀도 및 산소농도 분포를 계산하는데 사용되었으며 이를 통해 다공성 양극에서의 산소고갈 특성을 고찰하였다. 또한 효율적이면서도 정확한 계산을 위한 유로 횡방향 최소 필요격자수에 대한 수치해석 연구도 진행하였다.

한국 하천 모래톱의 지형학적 의미와 효능 - 낙동강 하곡을 사례로 - (Geomorphological significance and role of the sand bars of major river valleys in the South Korea - case study on the Nakdong river valleys -)

  • 오경섭;양재혁;조헌
    • 한국지형학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.1-14
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    • 2011
  • 모래톱이 잘 발달함은 한국하천지형의 주요 특징이다. 이는 한편으로는 한국의 기후지형 환경과 관련하여 전국에 널리 분포하는 화강암 풍화 및 풍화층에서 다량의 모래를 하곡으로 공급하기 때문이다. 다른 한편으로는 심하게 굽이치는 곳이 많고 곡폭의 변화가 커서 모래 이동의 병목구간이 많을 수 밖에 없는 하곡의 배열과 형상 때문이다. 그리고 하계 집중호우로 인해 하천의 유황 변동 폭이 크다는 점도 사력퇴를 잘 발달시키는 수리적 요인으로 작용하고 있다. 이 모래톱들은 수분수지 불균형을 조절해주는 역할을 하면서 우수한 수질정화필터 역할을 한다. 이와 함께 모래톱들은 하천 어패류의 서식 산란 공간이 되고, 내륙에 수서성, 반수서성 식생이 군락을 이룰 수 있는 터전 역할을 한다. 모래톱은 자연생태계는 물론 인간 생활에 매우 긍정적 역할을 하고 있다.

백서 동종이식 심장모델에서 기계적 경심근 혈관재형성의 심근 혈류 개선 효과 : 급성기 모델 (Myocardial Perfusion after Transmyocardial Mechanical Revascularization in Rat Heart Transplant Model, Acute Model)

  • 신성호;정원상;강정호;전양빈
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제38권7호
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    • pp.468-475
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    • 2005
  • 말기 허혈성 심질환 환자에서의 경심근 혈관재형성(Transmyocardial revascularization)은 다양한 임상 결과를 보인다. 저자는 백서의 동종 이식 심장 급성 심근 경색 모델에서 다공 정맥 캐뉼라를 이용해 심실-심근간 통로를 개통하여 초기 심근 재관류 효과와 혈관신생에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 총 30마리의 심장 이식 백서를 대상으로 이식심장의 좌관상동맥 근부를 결찰하여 심근경색을 유발하고, 측면에 구멍을 뚫은 22G정맥 캐뉼라를 좌심실 내로 삽입하여 10분간 관류를 시킨 후 제거하였다. 각 단계에서 도플러 초음파와 심전도를 측정하여 좌관상동맥의 혈류와 심박동수, QRS 크기를 비교하였다. 이후 1주일간 관찰하여 안락사시킨 후 이식 심장에서 심근 내 통로의 개통성과 혈관신생을 관찰하였다. 걸과: 좌관상동맥 결찰 후($239.1\pm61.7$회/분)와 경심근 다공 캐뉼라 삽입후($235.8\pm58.0$회/분) 심박동수는 결찰 전($277.6\pm40.3$회/분)보다 느렸다(각각 P=0.017, 0.007). QRS 크기는 결찰 전 $3.6\pm3.3mm$, 결찰 후 $2.8\pm3.3m$, 다공 캐뉼라 삽입 후 $2.4\pm2.2mm$로 세 군간에 차이가 없었다. 도플러 초음파 검사에서도 좌관상동맥 혈류량의 평균 최고치와 평균 중간치가 결찰전 $2.11\pm0.17kHz$$1.25\pm0.22kHz$에서 결찰 후 $0.83\pm0.15 kHz$$0.38\pm0.11kHz$로 의미 있게 감소하였고 (p<0.05), 캐뉼라 삽입후$0.61\pm0.05kHz$$0.33\pm0.05 kHz$로 결찰 후 값과 비교할 때 큰 차이가 없었다. Hematoxylin-eosin, Masson-Trichrome 염색을 이용한 병리학적 검사상 1예를 제외하고 초기 통로의 개통성을 확인할 수 없었으나, 1예에서 혈관 증식이 관찰되었다. 걸론: 결론적으로 동종이식 심장의 급성 심근경색 모델에서 경심근 혈관재형성은 초기에 경심근 통로를 통한 혈류와 관류 효과를 유발하지 않았지만 일부에서 혈관신생이 일어나 장기적으로 혈관신생의 가능성을 확인할 수 있었다.

Mattress/Filter 채움재의 공극률에 따른 하천수질 개선효과 (Effects of Water Quality Improvement by Porosity of Fill Materials in Mattress/Filter System)

  • 고진석;이승윤;허창환;지홍기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1B호
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    • pp.51-60
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    • 2006
  • 산업활동으로 인해서 발생하는 제강슬래그와 최근 선진국에서 환경개선 및 오염방지를 위한 용도로 활용하고자 활발히 연구되고 있는 제올라이트 등의 다공성 재료를 오염된 하천의 정체수역에 설치하여 저비용으로 수질을 개선시킬 수 있는 기법은 폐기물의 재이용 측면과 하천수질개선 측면에서 매우 필요하다. 현재 제철소에서 발생하는 부산물인 제강슬래그의 화학적성분은 주로 CaO, $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$ 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 함유되어 있다. 제강슬래그는 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터나 흡착재로 이용하기에 좋은 이점을 지니고 있다. 그리고 제올라이트는 양이온 교환특성, 흡착특성, 촉매특성, 탈수 및 재흡수특성 등의 이점을 지니고 있어서 축산농가의 환경개선, 도시의 생활하수의 처리, 공업폐수 처리, 음료수 수질개선, 방사성폐기물 처리 및 방사성 물질의 오염방지 등에 응용되고 있다. 그러므로 제강슬래그나 제올라이트를 Mattress/Filter의 채움재 및 수질정화용 여재로 활용함으로써 수질개선 등 효과를 동시에 얻을 수 있다. 본 연구에서는 제강슬래그와 제올라이트가 정체수역에 설치되는 Mattress/Filter시스템의 채움재로 활용할 때 공극률에 따른 수질개선효과를 파악하기 위하여 공극률을 38.6%인 P1, 45.8%인 P2 및 49.8%인 P3로 변화시켜 각각의 유입수와 유출수의 pH, DO, T-N, T-P 등을 측정하여 비교하였다. 수질개선에 사용된 Mattress/Filter시스템은 오염된 하천수가 Mattress/Filter시스템의 공극사이를 통과하면서 채움재에 형성된 다공질에 의한 여과작용과 생물막에 의한 접촉작용, 흡착작용 및 생물분해작용 등을 촉진시키는 기능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 제강슬래그 및 제올라이트를 채움재로 사용한 Mattress/Filter 시스템은 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과를 증대시키고 수질개선을 촉진시킬 수 있는 자연환경에서 하천정화에 이용될 수 있는 시스템임을 확인할 수 있었다.

금속지지체형 고체산화물연료전지와 연료극지지체형 고체산화물연료전지의 물질전달 특성분석 (Mass Transfer Analysis of Metal-Supported and Anode-Supported Solid Oxide Fuel Cells)

  • 박준근;김선영;배중면
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권3호
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    • pp.317-324
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    • 2010
  • 고체산화물연료전지의 상용화를 위해서 금속지지체형 고체산화물연료전지가 개발되었다. 이 연료전지는 기계적강도를 향상시킨 새로운 개념의 연료전지지만 접합층으로 인해 물질전달률이 감소한다. 본 논문에서는 전산해석을 이용하여 연료극지지체형 고체산화물연료전지와 금속지지체형 고체산화물연료전지의 물질전달율을 비교하고자 한다. 지배방정식, 전기화학반응, 세라믹 물성치 모델이 동시에 해석된다. 그리고 다공성 매질 내부의 물질전달 해석을 위해서 분자확산과 누센확산이 함께 고려된다. 전산해석의 검증을 위해서 실험결과와 해석결과를 비교한다. 금속 지지체형 고체산화물 연료전지의 평균 전류밀도가 연료극지지체형 고체산화물연료전지에 비해 약 23% 감소한다. 그러나 접합층으로 인해 금속지지체형 고체산화물연료전지가 더 균일한 전류밀도 분포를 가진다.

설비공학 분야의 최근 연구 동향 : 2012년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research : A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2012)

  • 한화택;이대영;김사량;김현정;최종민;박준석;김수민
    • 설비공학논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.346-361
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    • 2013
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2012. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. The conclusions are as follows : (1) The research works on thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of fluid machinery, pipes and valves, fuel cells and power plants, ground-coupled heat pumps, and general heat and mass transfer systems. Research issues are mainly focused on new and renewable energy systems, such as fuel cells, ocean thermal energy conversion power plants, and ground-coupled heat pump systems. (2) Research works on the heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer, and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for natural convection in a square enclosure with two hot circular cylinders, non-uniform grooved tube considering tube expansion, single-tube annular baffle system, broadcasting LED light with ion wind generator, mechanical property and microstructure of SA213 P92 boiler pipe steel, and flat plate using multiple tripping wires. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on the design of a micro-channel heat exchanger for a heat pump, numerical simulation of a heat pump evaporator considering the pressure drop in the distributor and capillary tubes, critical heat flux on a thermoexcel-E enhanced surface, and the performance of a fin-and-tube condenser with non-uniform air distribution and different tube types were actively carried out. In the area of industrial heat exchangers, researches on a plate heat exchanger type dehumidifier, fin-tube heat exchanger, an electric circuit transient analogy model in a vertical closed loop ground heat exchanger, heat transfer characteristics of a double skin window for plant factory, a regenerative heat exchanger depending on its porous structure, and various types of plate heat exchangers were performed. (3) In the field of refrigeration, various studies were executed to improve refrigeration system performance, and to evaluate the applicability of alternative refrigerants and new components. Various topics were presented in the area of refrigeration cycle. Research issues mainly focused on the enhancement of the system performance. In the alternative refrigerant area, studies on CO2, R32/R152a mixture, and R1234yf were performed. Studies on the design and performance analysis of various compressors and evaporator were executed. (4) In building mechanical system research fields, twenty-nine studies were conducted to achieve effective design of mechanical systems, and also to maximize the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included heating and cooling, HVAC system, ventilation, renewable energy systems, and lighting systems in buildings. New designs and performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data, which can improve the energy efficiency of buildings. (5) In the fields of the architectural environment, studies for various purposes, such as indoor environment, building energy, and renewable energy were performed. In particular, building energy-related researches and renewable energy systems have been mainly studied, reflecting interests in global climate change, and efforts to reduce building energy consumption by government and architectural specialists. In addition, many researches have been conducted regarding indoor environments.

Juan de Fuca 해령 Cleft Segment에서 회수된 황화물 침니: 광물조성 및 유체포유물 (Sulfide Chimney from the Cleft Segment, Juan de Fuca Ridge: Mineralogy and Fluid Inclusion)

  • 윤성택;허철호;소칠섭;염승준;이경용
    • 자원환경지질
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    • 제35권3호
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    • pp.203-210
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    • 2002
  • 해저 열수 광화작용을 대효할 수 있는 황화물 침니(sulfide chimney)의 성장 메카니즘을 고찰하기 위하여 Juan de Fuca 혜령의 최남단에 위치하는 Cleft segment의 열수장(hydrothermal field)에서 회수한 비활동성이고 황화물과 실리카가 풍부한 침니를 대상으로 광물 및 유체포유물 연구를 수행하였다. 기존 연구에 의하면, Cleft sogment에는 많은 활동성 및 비활동성의 열수 분출구가 존재하는 것으로 보고되어 있다. 연구 대상 침니는 주로 비정질 실리카, 황칠석, 섬아연석 및 섬유아연석(wurtzite)으로 구성되어 있고,소량의 황동석 및 백칠석을 함유하고 있다. 유체통로로 추정되는 침니의 내부는 다공질이며, 비정질의 교질성(colloidal) 실리카로 피복되어 있다. 섬아연석과 섬유아연석으로 구성되어 있는 아연이 풍부한 황화물의 FeS 함량은 13.9~34.3 mole%의 범위를 보이며, 철이 풍부한 중심부와 철이 부족한 연변부를 지닌다. 이는 광화유체의 화학적.물리석 특성들의 변화로부터 기인되었으리라 사료된다. 침니 내부성장대별 화학조성은 열적구배 및 구성광물의 차이로 인해 다른 특징들을 보여주고 있다. 광화후기에 침전된 비정질 실리카중의 액상이 풍부한 유체포유물을 대상으로 가열 및 냉각 실험을 수행한 결과, 열수유체의 최소 포획 온도는 약 114$^{\circ}$~145$^{\circ}C$이며, 해당 염농도는 3.2~4.8 wt.% NaCl equip, 이다. 실제 열구에서 배출되는 유체 온도 자료를 입수하지는 못했지만, 본 연구를 통해서 광물의 침전작용 동안 상대적으로 저온의 침전조건이 매우 지배적이었음을 알수 있다. Juan de Fuca 해령내 Cleft seamen에서 회수된 황화물 침니는 산출형태, 교질성 조직, 전(bulk) 화학조성, 광물조합(황철석+백철석+섬유아연석+비정질 실리카) 등으로 볼 때, 기존 보고된 침니 유형보다는 상당히 낮은 온도에서 느린 유체 유동과 전도성 냉각(<25$0^{\circ}C$)에 의해 생성되었으리라 사료된다.