• 제목/요약/키워드: biological combustion

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Turing, Turing 불안정성 그리고 수리생물학과 연소 (Turing, Turing Instability, Computational Biology and Combustion)

  • 김종수
    • 한국연소학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.46-56
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    • 2003
  • The present paper is concerned with the development of the computational biology in the past half century and its relationship with combustion. The modem computational biology is considered to be initiated by the work of Alan Turing on the morphogenesis in 1952. This paper first touches the life and scientific achievement of Alan Turing and his theory on the morphogenesis based on the reactive-diffusive instability, called the Turing instability. The theory of Turing instability was later extended to the nonlinear realm of the reactive-diffusive systems, which is discussed in the framework of the excitable media by using the Oregonator model. Then, combustion analogies of the Turing instability and excitable media are discussed for the cellular instability, pattern forming combustion phenomena and flame edge. Finally, the recent efforts on numerical simulations of biological systems, employing the detailed bio-chemical knietic mechanism is discussed along with the possibility of applying the numerical combustion techniques to the computational cell biology.

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연소배가스 중 질소산화물(NOx) 제거를 위한 생물학적 기술 (Biological Removal of Nitrogen Oxides from Combustion Flue Gases)

  • 이기세
    • 공업화학
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    • 제21권3호
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    • pp.243-251
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    • 2010
  • 연소배가스에 존재하는 질소산화물의 제거를 위해서는 촉매 환원, 흡수, 흡착 등 화학적 기술이 적용되고 있는데, 장기적으로는 환경친화적이고 에너지 소모가 적은 생물학적 공정의 개발 및 이용이 필요하다. 본 논문에서는 연소 배가스에 존재하는 질소산화물을 제거하기 위한 생물학적 공정의 기술동향을 살펴보고 각각의 장단점을 고찰하였다. 질산화와 탈질 기작을 이용하는 박테리아 시스템과 광합성 미세조류를 이용하는 시스템으로 구분하여 기술의 원리와 현재의 기술 수준을 논하였다. 두 경우 모두 처리속도를 높이기 위해서는 불용성의 일산화질소를 일단 적절한 흡수제에 고농도로 포집시킨 후 미생물에 의하여 분해 또는 고정하는 방향이 바람직하며, 배가스 중 $CO_2$와 NOx를 동시에 고정이 가능하고 별도의 탄소원이 요구되지 않는 미세조류의 활용이 기대된다.

A Steady-State Combustion Modelling of Composite Solid Propellants

  • Hur, Byung-Ki;Kim, Chong-Bo
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제15권4호
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    • pp.473-481
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    • 2001
  • By depicting the transfer of heat and combustion reaction to take place within thin gas layers close to the propellant surface burning in a steady-state fashion, a mathematical equation has been deduced to describe the burning rate of solid propellant as a function of initial grain temperature and chamber pressure. It has been also assumed that chemical reaction could take place in premixing-diffusing zone but were carried out mainly in the reaction-flame zone. All these phenomena taken place in each zone of combustion have been assumed to be steady-state. In the present investigation, the equation, γ=$\kappa$$.$(1/R(T(sub)i+C))(sup)n$.$exp(-E(sub)a/R(T(sub)i+C))(P/z) is being presented and it is compared with experimental data. The proposed model has been tested and evaluated vis-a-vis strand burner data for three different propellants based on CTPB, and it has been found that the deviation of the computed burning rates from the measured rates ranged up to 2%.

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쑥뜸의 연소 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Moxa Combustion)

  • 양승열;이호재;김진우;박영배;허웅
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1993년도 추계학술대회
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    • pp.128-131
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    • 1993
  • In order to get the basic data for the study of the heat stimulation of burning moxa, the pattern of combustion temperature, which is one of the important factors of thermal characteristics, was measured by density of cone moxa along the time procedure. The following results have been obtained 1) The pattern of combustion temperature by moxa burning was classified into input period which means the infiltration of heat into the area and output period which means the radiation of heat from the area. The input period consists of preheating and heating periods, while the output period consists of heat retaining and cooling periods. 2) The pattern of combustion temperature showed the same type or curve, which was not influenced by the moxa weight. However, Its pattern gradient are varied by density. It is considered that the pattern of combution temperature is primarily influenced by the rate of combustion temperature, gradient temperature and duration of combustion.

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화약제조 공정의 초임계 유체 응용 (Application of Supercritical Fluid in Energetic Materials Processes)

  • 송은석;김화용;김현수;이윤우
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.77-87
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    • 2006
  • Micro- or nano-size particles are required to improve the combustion efficiency and stability in the case of solid explosives and propellants. The micro-structural properties of an energetic material strongly influence the combustion and explosion behavior. However, the traditional size reduction techniques, including milling, are not suitable for production of ultra-fine size particles. As an alternative to the traditional techniques, various re-crystallization processes based on supercritical fluids have recently been proposed. Supercritical fluids are fluids at temperatures and pressures above their critical point. In principle, they do not give problems of solvent contamination as they are completely released from the solute when the decompression occurs. Rapid Expansion Supercritical Solutions(RESS) and Supercritical Anti-Solvent Process(GAS/SAS) are representatives of a nano-size particle formation process of energetic materials using supercritical fluids. In this work, various fine particle formation processes using supercritical fluids are discussed and the results are presented.

기기적 증기 재압축 시스템을 적용한 연소 후 이산화탄소 포집공정 개선 연구 (Improvement of Post-combustion CO2 Capture Process using Mechanical Vapor Recompression)

  • 정영수;정재흠;한종훈
    • 한국가스학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.1-6
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    • 2016
  • 기후변화의 가장 큰 원인 중 하나로 지목되는 이산화탄소의 배출량을 절감하기 위해 제안된 Carbon Capture and Storage (CCS) 전체공정의 에너지 및 비용저감이 시급한 현 시점에서 효율적인 연계공정의 도출이 중요하며 본 연구에서는 연소 후 습식아민 공정을 이용한 포집공정과 압축공정의 간의 연계를 통해 에너지를 저감할 수 있는 방법을 제안한다. 이는 기기적 증기 재압축 시스템 을 적용하여 압축기에 사용되는 전기에너지를 열에너지의 형태로 변환함으로써 포집공정에 필요한 리보일러의 에너지 사용량을 감소시키는 방법이다. 본 공정개선안은 압축기에 필요한 추가적인 투자비용 및 전기에너지를 고려하더라도 고압의 이산화탄소를 생산함과 동시에 전체적인 에너지 사용량을 절감시키는 장점이 있다. 또한 본 연구에서는 실제 Test Bed의 운전 결과를 통한 모델을 활용함으로써 보다 신뢰성 있는 절감 효과를 제안하고자 한다.

Fuel-Borne Catalyst와 Perovskite로 구성된 복합촉매 시스템에 의한 디젤 탄소입자상 물질의 연소반응: 반응성능과 Perovskite 촉매조성 (La1-x A'xBO3: A' = K, Sr; 0 ≤ x ≤ 1; B = Fe, Cr, Mn)의 상관관계 (Combustion of Diesel Particulate Matters under Mixed Catalyst System of Fuel-Borne Catalyst and Perovskite: Influence of Composition of Perovskite (La1-x A'xBO3: A' = K, Sr; 0 ≤ x ≤ 1; B = Fe, Cr, Mn) on Combustion Activity)

  • 이대원;성주영;이관영
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권2호
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    • pp.281-290
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    • 2018
  • 최근 선진국을 중심으로 고연비-저배출 내연기관 (디젤) 자동차 보급의 필요성이 대두되면서 기존 촉매후처리 장치의 저온성능 강화를 위한 기술적 방안들이 시급히 요구되고 있다. 본 논문에서는 디젤엔진 배출 탄소입자상 물질의 연소반응에 있어 연료함유 촉매(Fuel-Borne Catalyst)와 페로브스카이트(Perovskite)의 복합촉매 시스템이 보이는 상용모델촉매 대비 우수한 저온 연소성능과 이의 Perovskite 촉매 조성에 대한 의존성에 관해 논하였다. Fe/Ce 계열 연료함유 촉매가 A-site 원소(La)에 K이 부분치환되고, B-site 금속이 Fe인 Perovskite 촉매와 복합화될 때 상대적으로 우수한 저온 연소성능 개선효과가 관찰되었다. 이를 관찰하기 위해 연료함유 촉매가 함유되거나 함유하지 않은 탄소 입자상 물질과 다양한 조성의 La 계열 Perovskite 촉매를 혼합한 고정층에 대한 온도상승 산화반응 실험(Temperature-Programmed Oxidation)을 수행하였으며, 이산화탄소 생성과 질소산화물 농도 저하 패턴의 연동특성을 통해 두 촉매의 상호 연계작용을 유추하였다.

Comparative In Vitro Biological Toxicity of Four Kinds of Air Pollution Particles

  • Shin, Han-Jae;Cho, Hyun Gi;Park, Chang Kyun;Park, Ki Hong;Lim, Heung Bin
    • Toxicological Research
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    • 제33권4호
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    • pp.305-313
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    • 2017
  • Accumulating epidemiological evidence indicates that exposure to fine air pollution particles (APPs) is associated with a variety of adverse health effects. However, the exact physiochemical properties and biological toxicities of fine APPs are still not well characterized. We collected four types of fine particle (FP) (diesel exhaust particles [DEPs], natural organic combustion [NOC] ash, synthetic organic combustion [SOC] ash, and yellow sand dust [YSD]) and investigated their physicochemical properties and in vitro biological toxicity. DEPs were almost entirely composed of ultrafine particles (UFPs), while the NOC, SOC, and YSD particles were a mixture of UFPs and FPs. The main elements in the DEPs, NOC ash, SOC ash, and YSD were black carbon, silicon, black carbon, and silicon, respectively. DEPs exhibited dose-dependent mutagenicity even at a low dose in Salmonella typhimurium TA 98 and 100 strains in an Ames test for genotoxicity. However, NOC, SOC, and YSD particles did not show any mutagenicity at high doses. The neutral red uptake assay to test cell viability revealed that DEPs showed dose-dependent potent cytotoxicity even at a low concentration. The toxicity of DEPs was relatively higher than that of NOC, SOC, and YSD particles. Therefore, these results indicate that among the four FPs, DEPs showed the highest in vitro biological toxicity. Additional comprehensive research studies such as chemical analysis and in vivo acute and chronic inhalation toxicity tests are necessary to determine and clarify the effects of this air contaminant on human health.

생물학적 분석을 통한 HBr의 연소 독성에 관한 연구 (A Study for Bioassay on the HBr Combustion Toxity)

  • 조남욱;신현준;이인구;오은하
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.545-551
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    • 2012
  • 고분자물질의 사용으로 인한 건축 재료의 다변화에 따라 화재 시 발생되는 연소가스 또한 다양해지고 있다. 그중 HBr은 NES 713과 BS 6853, FTP Code Part 2에서 연소 가스의 독성 평가 시 측정되는 독성가스이다. 특히 산업안전물질보건자료(MSDS)에서는 HBr가스를 흡입할 경우 화상을 일으키며 호흡부전, 두통 등을 유발시킬 수 있고 50ppm의 HBr가스에 노출된 사람은 생명과 건강에 즉시 영향을 받을 수 있는 매우 유독한 연소가스이다. 본 논문에서는 HBr 표준가스에 노출된 동물의 운동성 측정실험인 가스유해성 시험 및 HBr가스에 노출된 마우스의 생물학적 검사 결과를 비교 분석하여 HBr의 연소 독성에 관한 연구를 수행하였다.

Enhanced Hemolytic Biocompatibility of Hydroxyapatite by Chromium (Cr3+) Doping in Hydroxyapatite Nanoparticles Synthesized by Solution Combustion Method

  • Bandgar, Sneha S.;Yadav, Hemraj M.;Shirguppikar, Shailesh S.;Shinde, Mahesh A;Shejawal, Rajendra V.;Kolekar, Tanaji V.;Bamane, Sambhaji R.
    • 한국세라믹학회지
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    • 제54권2호
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    • pp.158-166
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    • 2017
  • For the better success of biomedical implant surgery, we used a modified solution combustion method to synthesize Hydroxyapatite (HA) and Chromium ($Cr^{3+}$) modified Cr-HA with different concentrations of 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5. The Cr-HA nanopowder was characterized by TGA, XRD, SEM-EDS and TEM. The HA and Cr-HA powders were subjected to in vitro biological studies to determine their biocompatibility and hemocompatibility. The cytotoxicity of HA and Cr-HA were evaluated on Hela (Cervical cancer) cells and L929 (mouse fibroblast) cells by using MTT assay. Hemocompatibility studies demonstrated a noticeable haemolytic ratio below 5%, which confirms that these materials are compatible in nature with human blood. The results of the present work confirm that the synthesised HA and Cr-HA are biocompatible and can be extensively used in the biomedical field to improve overall material biological properties.