• 제목/요약/키워드: Reaction model

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KOMPSAT-1 Telemetry를 활용한 반작용휠 모델링 (Modeling of Reaction Wheel Using KOMPSAT-1 Telemetry)

  • 이선호;최홍택;용기력;오시환;이승우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.45-50
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    • 2004
  • 위성의 성공적인 임무 수행을 위한 자세 안정화와 성능요구조건을 만족하기 위해서 반작용휠 제어로직의 설계가 중요하다. 실제 위성궤도 상에서 발생하는 여러 가지 불확실성으로 인해 지상실험을 통해 획득한 모델 파라미터 값들만으로 제어로직을 설계하는데 한계가 있다. 그러므로 위성이 궤도상에 있을 때의 반작용휠 입력 및 출력 데이터를 이용하여 모델 파라미터를 보정하고 자세제어기에 반영하는 것이 요구된다. 본 논문에서는 다목적실용위성의 Telemetry 데이터를 활용한 시스템인식 (System Identification)을 수행하였고, 이를 통한 반작용휠의 모델 파라미터를 추출한다. 또한, 반작용휠을 모델링 하고 또한 제어기설계에 사용된 모델 파라미터를 추출하여 지상실험 데이터와 비교분석한다.

활성슬러지 모델 수정을 통한 동시 질산화.탈질 반응 해석 (Interpretation of Simultaneous Nitrification & Denitrification Reaction by Modifying Activated Sludge Models(ASMs))

  • 김효수;김예진;이성학;문태섭;최재훈;김창원
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.199-206
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    • 2008
  • 동시 질산화 탈질은 낮은 DO 농도로 유지되는 동일한 반응조에서 질산화 반응과 탈질 반응이 동시에 발생함을 의미한다. 동시 질산화 탈질 반응을 모사할 수 있는 몇몇 수학적 모델들이 개발되었지만, 모델 구조가 복잡하거나 모델을 적용하기 위한 다양한 제반 지식을 얻어야만 정확한 결과를 얻을 수 있어 범용적인 모델 적용에 한계점이 있는 단점이 있었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 동시 질산화 탈질 반응이 반응기 내 DO 농도의 부분적 부재로 발생한다는 가정 하에, 만약 활성슬러지모델을 사용하여 동시 질산화 탈질 반응의 거동을 해석할 수 있다면, 모델의 구조가 다른 개발된 모델들보다 복잡하지 않고, 다양한 운전 조건에서 모델이 활용될 수 있을 것으로 판단하였다. 하지만 기존의 활성슬러지 모델로는 호기 조건에서 발생하는 탈질 반응을 표현하기 어려운 점이 있기 때문에, 본 연구에서는 활성슬러지 모델을 수정함으로써 동시 질산화 탈질 반응을 해석하고자 하였다. 활성슬러지 모델 No.1(ASM1)이 선택이 되어 탈질 반응식이 수정되었으며, 수정된 ASM1의 시뮬레이션 결과는 측정값의 거동을 잘 모사하였다. 이를 통해 수정된 ASM1은 실험 결과에 기반하여 구한 ${\eta}_g$의 값과 호기 조건에서의 탈질 반응을 모사하기 위해 수정된 Monod 식의 영향으로 모델의 구조가 본 연구의 실험 결과에서 확인된 동시 질산화 탈질 반응을 해석할 수 있도록 구성되었다고 사료된다.

인도네시아 갈탄의 촤-CO2 촉매가스화 반응특성연구 (Kinetic Study on Char-CO2 Catalytic Gasification of an Indonesian lignite)

  • 이도균;김상겸;황순철;이시훈;이영우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권4호
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    • pp.544-552
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    • 2014
  • 본 연구는 인도네시아 갈탄인 로토(Roto) 탄의 촤(char)-$CO_2$ 촉매가스화 kinetic 분석을 열중량분석기(thermogravimetric analysis, TGA)를 이용하여 수행하였다. 촉매는 $Na_2CO_3$, $K_2CO_3$, $CaCO_3$ 및 천연광물 촉매로 dolomite을 선정하였으며, 석탄과 촉매의 물리적 혼합을 통하여 촤를 제조하였다. 촤-$CO_2$ 촉매가스화반응은 $850^{\circ}C$에서 $CO_2$ 농도가 60 vol%, 촉매 함량은 $Na_2CO_3$를 7 wt% 혼합할 때 가장 빠른 탄소전환율을 보여주었다. $750{\sim}900^{\circ}C$ 등온조건에서 촤-$CO_2$ 촉매 가스화 반응결과, 온도가 증가할수록 탄소전환율 속도가 빨라졌으며, 기-고체 반응모델 shrinking core model(SCM), volumetric reaction model(VRM), modified volumetric reaction model(MVRM)을 실험결과에 적용하였을 때, MVRM 이 로토 탄의 가스화반응 거동을 잘 예측하였다. 특히 Arrhenius plot을 통한 활성화에너지는 $Na_2CO_3$$K_2CO_3$를 혼합한 촤의 활성화에너지가 각각 67.03~77.09 kJ/mol, 53.14~67.99 kJ/mol으로 우수한 촉매 활성을 보여주었다.

수증기-메탄개질반응 해석모델의 비교연구 (A Comparative Study for Steam-Methane Reforming Reaction Analysis Model)

  • 최종균;정태용;남진현;신동훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권7호
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    • pp.497-503
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    • 2008
  • Hydrogen is considered as a fuel of the future for its renewability and environmental compatibility. The reforming of hydrocarbon fuels is currently the most important source of hydrogen, which is expected to continue for next several decades. In this study, extensive CFD simulations on the steam-methane reforming process were conducted to study the performance of four reaction models, i.e. three Arrhenius-type models and a user-defined function (UDF) model. The accuracies of different reaction models for various operating temperatures and steam carbon ratios (SCRs) were evaluated by comparing their CFD results with zero-dimensional intrinsic model of Xu and Froment. It was found that the UDF model generally produced more accurate results than Arrhenius-type models. However, it was also shown that Arrhenius-type models could be made sufficiently accurate by choosing appropriate reaction coefficients, and thus could also be useful for the simulation of the steam-methane reforming process.

A Quantitative Vigilance Measuring Model by Fuzzy Sets Theory in Unlimited Monitoring Task

  • Liu, Cheng-Li;Uang, Shiaw-Tsyr;Su, Kuo-Wei
    • Industrial Engineering and Management Systems
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    • 제4권2호
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    • pp.176-183
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    • 2005
  • The theory of signal detection has been applied to a wide range of practical situation for a long time, including sonar detection, air traffic control and so on. In general, in this theory, sensitivity parametric index d' and bias parametric index $\beta$ are used to evaluated the performance of vigilance. These indices use observer's response "hit" and "false alarm" to explain and evaluate vigilance, but not considering reaction time. However, the reaction time of detecting should be considered in measuring vigilance in some supervisory tasks such as unlimited monitoring tasks (e.g., supervisors in nuclear plant). There are some researchers have used the segments of reaction time to generate a pair of probabilities of hit and false alarm probabilities and plot the receiver operating characteristic curve. The purpose of this study was to develop a quantitative vigilance-measuring model by fuzzy sets, which combined the concepts of hit, false alarm and reaction time. The model extends two-values logic to multi-values logic by membership functions of fuzzy sets. A simulated experiment of monitoring task in nuclear plant was carried out. Results indicated that the new vigilance-measuring model is more efficient than traditional indices; the characteristics of vigilance would be realized more clearly in unlimited monitoring task.

MOCVD공정을 이용한 GaAs박막성장의 비선형 표면반응모델에 대한 연구 (A Study on the Non-linear Surface Reaction Model for the GaAs Film Growth During MOCVD Process)

  • 임익태
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권3호
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    • pp.181-189
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    • 2008
  • GaAs film growth process from trimethylgallium(TMGa) and tertiary-butylarsine(TBAs) using a horizontal MOCVD reactor was numerically studied to explain the experimental result that the decreasing surface reaction rate as the increasing partial pressure of group III species. Using the non-linear model based on the Langmuir isotherm which considers the adsorption and desorption of molecules, film deposition over the entire reactor scale was predicted by computational fluid dynamics (CFD) with the aid of the parameters obtained from the selective area growth (SAG) technique. CFD Results using the non-linear surface reaction model with the parameters determined from the SAG experiments predicted too high film growth rate compared to the measured values at the downstream region where the temperature was decreased abruptly. The pairs of ($k_s^n$, K) from the numerical simulations was $(2.52{\times}10K^{-6}mol/m^2/s,\;1.6{\times}10^5m^3/mol)$, whereas the experimentally determined was $(3.58{\times}10^{-5}mol/m^2/s,\;6.9{\times}10^5m^3/mol)$.

Interchange Reaction Kinetics and Sequence Distribution of Liquid Crystalline Poly(ethylene terephthalate-co-2(3)-chloro-1,4-phenylene terephthalate)

  • Rhee, Do-Mook;Ha, Wan-Shik;Youk, Ji-Ho;Yoo, Dong-Il
    • Fibers and Polymers
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    • 제2권2호
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    • pp.86-91
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    • 2001
  • Liquid crystalline (LC) poly(ethylene terephthalate-co-2(3)-chloro-1,4-phenylene terephthalate) [copoly(ET/CPT)] was prepared using poly(ethylene terephthalate) (PET) as a flexible spacer, terephthalic acid (TPA), and chlorohydroquinone diacetate (CHQDA). All reactions involved in the copolymerization were investigated using some model compounds: TAP was used for acidolysis, diphenylethyl terephthalate (DPET) for interchange reaction between PET chains, and 야-o-chlorophenyl terephthalate (DOCT) and di-m-chlorophenyl terephthalate (DMCT) for interchange reaction between PET and rigid rodlike segments. Activation energies obtained for the acidolysis of PET with TPA and for interchange reaction of PET with DPET, DOCT, and DMCT were 19.8 kcal/mol, 26.5 kcal/mole, and 45.9 kcal/mole, respectively. This result supports that the copolymerization proceeds through the acidolysis of PET with TPA first and subsequent polycondensation between carboxyl end group and CHQDA or acetyl end group, which is formed from the reaction of CHQDA and TPA. Also, it was found that ester-interchange reaction can be influenced by the steric hindrance. Copoly(ET/CPT)s obtained has ethylene acetate end groups formed from acetic acid hydroxy ethylene end groups and showed almost the random sequence distribution for all compositions.

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폴리(에틸렌 나프탈레이트)의 축중합 반응에서 물질 전달 현상 (Mass Transfer Phenomena in Polycondensation Reaction of Poly(ethylene naphthalate))

  • 이성진;정성일
    • 폴리머
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    • 제28권2호
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    • pp.121-127
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    • 2004
  • 폴리(에틸렌 나프탈레이트)의 축중합 반응은 가역반응이므로 부반응 물질인 에틸렌 글라이콜의 신속한 제거가 높은 분자량의 제품을 얻는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 폴리(에틸렌 나프탈레이트)올리고머로 박막을 제조하여 실제 반응기와 동일한 조건 하에서 (28$0^{\circ}C$, <0.1mmHg) 반응시켜 이 때 일어나는 물질 전달 현상을 관찰하고자 하였다. 여러 가치 두께의 박막을 제조하여 반응 실험한 결과 두께가 0.025cm 이하의 영역에서는 박막에서의 물질 전달 저항이 크지 않아 총괄 반응 속도에 영향을 미치지 않음을 관찰하였다. 물질 전달 모델 및 확산 모델을 사용하여 반응 결과를 예측한 결과 두 모델 모두 실험 결과를 잘 예측하였으나 확산 모델의 경우 중합도가 낮은 영역에서 물질 전달 모델에 비해 반응이 더 빨리 진행되는 경향을 보였다. 두 모델을 이용하여 물질 전달 관련 계수를 예측한 결과 폴리(에틸렌 나프탈레이트)에서의 확산 계수는 4.7${\times}$$10^{-6}$$\textrm{cm}^2$/sec, 물질 전달 계수는 1.4${\times}$$10^{-4}$cm/sce로 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 경우보다 작은 값을 보였다.

Pattern Formations with Turing and Hopf Oscillating Pattern in a Discrete Reaction-Diffusion System

  • 이일희;조웅인
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제21권12호
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    • pp.1213-1216
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    • 2000
  • Localized structures with fronts connecting a Turing patterns and Hopf oscillations are found in discrete reaction-diffusion system. The Chorite-Iodide-Malonic Acid (CIMA) reaction model is used for a reaction scheme. Localized structures in discrete reaction-diffusion system have more diverse and interesting features than ones in continuous system. Various localized structures can be obtained when a single perturbation is applied with variation of coupling strength of two intermediates. Roles of perturbations are not so simple that perturbations are sources of both Turing patterns and Hopf oscillating domains, and spatial distribution of them is determined by strength of a perturbation applied initially.

전산모델링을 통한 투과증발-촉진 에스테르화 반응에 대한 연구 (A Parametric Study of Pervaporation-facilitated Esterification)

  • 염충균;최승학;박유인;장성순
    • 멤브레인
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    • 제17권2호
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    • pp.146-160
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    • 2007
  • 본 연구에서는 불과 함께 에스테르화 반응물 및 생성물 일부가 친수성 막을 투과하는 비완전 분리를 고려한 투과증발-촉진 에스테르화 반응모델을 확립하였으며, 이 모사모델에 막 분리 효율 및 물 제거능력을 설명하는 항들을 포함시킴으로써 막 투과분리가 에스테르화 반응에 어떻게 영향을 끼치는가를 공정모사를 통해서 체계적으로 살펴보았다. 모사결과 막을 통한 비완전 분리 즉, 분리막을 통한 반응물의 투과는 역반응을 유발시켜 전체 반응을 지연시키며 그 결과 반응 전 환율은 투과증발 공정을 사용하지 않은 반응보다는 높으나 물에 대한 완전한 투과선택도를 갖는 투과증발 공정을 사용하는 반응시스템보다는 낮음을 알 수가 있었다. 반응 시스템 내에서 장착된 막을 통한 투과로 인한 반응부피의 변화가 반응 속도에 끼치는 영향을 살펴보았는데 반응 초기에는 반응물 농축효과가 지배적이어서 반응을 촉진시키며, 반응이 진행되어 생성물이 형성됨에 따라 생성물 농축효과가 점점 중요해지고 이 효과가 반응의 속도를 감소시킴을 알 수가 있었다. 에스테르화 반응공정 중에 투과증발공정을 적용하는 시점에 따라 반응속도, 반응 전화율이 달라짐을 공정모사를 통해 관찰하였다. 반응 모델 식으로부터 분리막의 성능과 반응 인자들 간의 상관관계는 확립하고 이 상관관계를 주어진 막 분리능력 하에서 반응 인자 조건 설정, 혹은 주어진 반응조건 하에서 막 분리능력을 설계하는 도구로 사용할 수 있다.