International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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v.16
no.3
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pp.347-359
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2015
A method of describing the rovibrational energy transitions and coupled chemical reactions in the direct simulation Monte Carlo (DSMC) calculations is constructed for $H(^2S)+H_2(X^1{\Sigma}_g)$ and $He(^1S)+H_2(X^1{\Sigma}_g)$. First, the state-specific total cross sections for each rovibrational states are proposed to describe the state-resolved elastic collisions. The state-resolved method is constructed to describe the rotational-vibrational-translational (RVT) energy transitions and coupled chemical reactions by these state-specific total cross sections and the rovibrational state-to-state transition cross sections of bound-bound and bound-free transitions. The RVT energy transitions and coupled chemical reactions are calculated by the state-resolved method in various heat bath conditions without relying on a macroscopic properties and phenomenological models of the DSMC. In nonequilibrium heat bath calculations, the state-resolved method are validated with those of the master equation calculations and the existing shock-tube experimental data. In bound-free transitions, the parameters of the existing chemical reaction models of the DSMC are proposed through the calibrations in the thermochemical nonequilibrium conditions. When the bound-free transition component of the state-resolved method is replaced by the existing chemical reaction models, the same agreement can be obtained except total collision energy model.
The hydrothermal alteration is evaluated using multicomponent equilibrium calculations with the program CHILLER for the reactions between hydrothermal water and rhyolite at the temperature of $300^{\circ}C$ and pressure of 500 bars. The chemical-reaction model on the depositional processes of the sericitite confirms that the hydrothermal water-rock interaction(hydrothermal alteration) is the main mechanism of the sericitite formation. The principal change in the aqueous phase during the reaction is the pH increase. Overall trends for the major species are the increase in total molalities of K, Ca, $SiO_2$, Al, Mg, Fe, Na, and sulfide in solid phase with hydrothermal water-rhyolite reaction and the decrease of them in aqeous solution by precipitation of hydrothermal products. Quartz and sericite are the first minerals to form. The sequence of minerals to precipitate following them is chlorite, epidote, pyrite and microcline as water/rock ratio decreases. Although calculated results cannot duplicate the complexities of natural hydrothermal alteration, the calculation provides thermodynamic constraints on the natural process. The calculation results resemble those of experimental studies. Sericitite forms where pH decreases and water/rock ratio increases.
Proton transfer reaction is one of the most fundamental processes in chemistry and life science. Excited state intramolecular proton transfer (ESIPT) has been studied as a model system of the proton transfer, since it can be conveniently initiated by light. We report ESIPT reaction dynamic of 1-hydroxy-anthraquione (1-HAQ) in solution by highly time-resolved fluorescence. ESIPT time of 1-HAQ is determined to be $45{\pm}10$ fs directly from decay of the reactant fluorescence and rise of the product fluorescence. High time resolution allows observation of the coherent vibrational wave packet motion in the excited state of the reaction product tautomer. The coherently excited vibrational mode involves large displacement of the atoms, which shortens the distance between the proton donor and the acceptor. With the theoretical analysis, we propose that the ESIPT of 1-HAQ proceeds barrierlessly with assistance of the skeletal vibration, which in turn becomes excited coherently by the ESIPT reaction.
These studies were conducted to analysis for weather reaction on the growth and yield component according to meterological elements used Vector Autoregressive Regression(VAR) Model at Daejeon, Hongseong, Geumsan, Nonsan, and Yesan to core of center to Chungnam area in Rice. Reaction of cultivars according to change of meterological elements for growth and yield component effected on heading time in Gancheokbyeo and Mananbyeo, grain number of a spike in Gancheokbyeo, ratio of ripeness in Gancheokbyeo and Geumobyeo 1, amount of milled rice in Geurubyeo and Ansanbyeo, and 1,000 grains weight in Gancheokbyeo, Dasanbyeo, and Hwajinbyeo. An effect on the growth and yield components of meterological elements were influenced by heading date, 1,000 grain weight and ratio of repening as sunshine hours. The cultivars in sensitive reaction for change of weather condition were classified to 14 varieties including Gerubyeo et al., insensitive cultivars were classified to 66 varieties including Gyehwabyeo et. al.
Ahn, Yeong Seok;Kim, Jin Won;Kim, Tae Young;Kim, Po Cheon;Oh, Byeong Soo;Ryu, Min Woong
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.14
no.2
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pp.177-186
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2003
Today, human beings are faced with crisis of environmental pollution and fuel exhaustion because energy consumption has increased rapidly as a rise in population, therefore human beings are in need of hydrogen energy as a substitute energy. Hydrogen has the advantages of cleanness and boundlessness, but it has difficulties of storage and safety. Making a nameless hydrogen burner for household in consideration of hydrogen's peculiarity was tried. This hydrogen burner utilized the heat of reaction that was emitted when water was formed by reaction of hydrogen and oxygen, It was tried to impregnate Pt catalyst in ceramic fiber(substrate) for the reaction of hydrogen and oxygen to be reacted more easily. This experiment was inquired that hydrogen is appropriate for being used as burner fuel in home and found out whether its safe usefulness is possible or not.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.23
no.5
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pp.545-550
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2012
This work is for the design study of natural gas reformer (40 $m^3/hr$ over). We used experimental kinetic data from literature. After that, we set up theoretical model based on experimental reaction kinetic data. The shape of reactor is 1.7 m long and 200 mm dia. with cylinder geometry. Volume of reactor is 53.4 liter. Average flow velocity of gases in the reactor has been determined 0.272 m/sec and residence time is 9.26 sec. Reaction temperature is $850^{\circ}C$, with pressure 9.3 Bar. Used natural gas volume is about 9.21 $m^3/hr$. Produced hydrogen is 43.7 $m^3/hr$ with no change of pressure. Unreacted natural gas is 0.09 $m^3/hr$ and the amount of steam is 26.9 $m^3/hr$. Steam to $CH_4$ (s/c ratio) is 2.91. Reforming reaction take place from the reactor entrance to 120 cm region of cylinder type reactor. After the entrance of reacting gases to 120 cm region, the reaction reaches equilibrium which is close to products. This study can be applicable to design various reactors. Output data is in good agreements with the data in literatures1).
This article covers the theoretical ac-impedance models for the analysis of oxygen reduction on the porous cathode electrode f3r solid oxide fuel cell (SOFC). Firstly, ac-impedance models were explained on the basis of the mechanism of oxygen reduction, which were classified into the rate-determining steps; (i) adsorption of oxygen atom on the electrode surface, (ii) diffusion of adsorbed oxygen atom along the electrode surface towards the three-phase (electrode/electrolyte/gas) boundaries, (iii) surface diffusion of adsorbed oxygen atom m ixed with the adsorption reaction of oxygen atom on the electrode surface and (iv) diffusion of oxygen vacancy through the electrode coupled with the charge transfer reaction at the electrode/gas interface. In each section for ac-impedance model, the representative impedance plots and the interpretation of important parameters attributed to the oxygen reduction reaction were explained. Finally, we discussed in detail the applications of the proposed theoretical ac-impedance models to the real electrode of SOFC system.
For dismantling heavy structure under special environment in radioactivity, there are many problems which should be tele-operated and feedback a cutting force for cutting a thick structure such as concrete. When operator dismantles a thick heavy concrete structure, it is in sufficient to judge whether robot is contacting or not with environment by using only vision information. To overcome this problem, force feedback and impedance model based bilateral control are introduced. The sliding mode control with sliding perturbation observer (SMCSPO) based bilateral control is applied and surveyed to a single rod hydraulic cylinder in this paper. The sliding mode control is used for robustness against a disturbance. The sliding perturbation observer is used for estimation of a reaction force such as cutting force. The bilateral control is executed using the information of reaction force estimated by SMCSPO. The contribution of this paper is that the estimation method and bilateral control of the single rod hydraulic cylinder are introduced and discussed by experiment.
Lee, Eun Byul;Lee, Byoung Oon;Shim, Woo-Yong;Kim, Jun Hwan
Nuclear Engineering and Technology
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v.50
no.6
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pp.915-922
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2018
Metallic fuel has been considered for sodium-cooled fast reactors because it can maximize the uranium resources. It generates rare earth elements as fission products, where it is reported by aggravating the fuel-cladding chemical interaction at the operating temperature. Rare earth elements form a multicomponent alloy (Ce-Nd-Pr-La-Sm-etc.) during reactor operation, where it shows a higher reaction thickness than a single element. Experiments have been carried out by simplifying multicomponent alloys for mono or binary systems because complex alloys have difficulty in the analysis. In previous experiments, xCe-yNd was fabricated with two elements, Ce and Nd, which have a major effect on the fuel-cladding chemical interaction, and the thickness of the reaction layer reached maximum when the rare earth elements ratio was 1:1. The objective of this study is to evaluate the effect and relationship of rare earth elements on such synergistic behavior. Single and binary rare earth model alloys were prepared by selecting five rare earth elements (Ce, Nd, Pr, La, and Sm). In the single system, Nd and Pr behaviors were close to diffusion, and Ce showed a eutectic reaction. In the binary system, Ce and Sm further increased the reaction layer, and La showed a non-synergy effect.
The adsorption features of fluoride ion on the oyster shell have been investigated for the purpose of the employment of waste oyster shell as an adsorbent for the treatment of fluoride ion-containing wastewater. The major component of oyster shell was examined to be Ca with minor components of Na, Si, Mg, Al, and Fe. As the initial concentration of fluoride ion was raised, its absorbed amount was enhanced at equilibrium, however, the adsorption ratio of fluoride ion compared with its initial concentration was shown to be decreased. Also, adsorption of fluoride ion onto the oyster shell resulted in the formation of $CaF_2$ in the morphological structure of adsorbent. Kinetic analysis showed that the adsorption reaction of fluoride ion generally followed a second order reaction with decreasing rate constant with the initial concentration of adsorbate. Freundlich model agreed well with the adsorption behavior of fluoride ion at equilibrium and the adsorption reaction of fluoride ion was examined to be endothermic. Several thermodynamic parameters for the adsorption reaction were calculated based on thermodynamic equations and the activation energy for the adsorption of fluoride ion onto oyster shell was estimated to be ca. 13.589 kJ/mole.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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