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역류식 충전탑에서 Raschig Super-ring Random Packing의 수력학적 특성에 대한 연구 (A Study on the Hydraulic Characteristics of Rashig Super-Ring Random Packing in a Counter-Current Packed Tower)

  • 강성진;임동하
    • 청정기술
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    • 제26권2호
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    • pp.102-108
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    • 2020
  • 오늘날 석유화학, 정밀화학, 대기오염 방지산업 등에서 증류, 흡수, 추출, 탈거 등 물질분리 단위공정으로 주로 충전탑을 사용해 왔다. 충전탑은 가스-액체, 가스-가스 시스템에서의 물질들과의 접촉에 의해 운전되어 진다. 이러한 충전탑은 낮은 압력손실, 경제적 효율, 고온성 액체물질 적용, 유지보수 용이, 유해가스 처리 등의 운영에서 장점들을 가진다. 충전탑의 성능은 충진물을 통해 가스와 액체를 고르게 분산함으로써 우수한 성능을 보이며, 이는 충전탑 설계에 있어 중요한 인자로 고려되어진다. 본 실험에서는 충진물에 대한 액체부하 및 가스용량인자에 따른 건조압력손실, 수력학적 압력손실, 액체함량 변화에 대한 기하학적 특성에 대하여 연구하였다. 결과로부터 설계인자와 운전조건 등의 유해가스 처리에 필요한 인자를 도출하였다. 임의 충진물인 raschig super-ring에 대한 건조압력손실을 측정한 결과, 가스용량인자가 증가할수록 일정하게 선형적으로 증가하였고, 가스용량인자가 0.630 ~ 3.448 kg-1/2 m-1/2 S-1에서 건조압력손실은 1.892 ~ 47.312 mmH2O m-1로 기존 산업현장에서 보편적으로 사용되는 35 mm pall-ring보다도 낮은 압력손실을 보였다. 그리고 raschig super-ring에 대한 수력학적 압력손실을 측정한 결과, 고유 액체부하에 대하여 가스용량인자가 증가할수록 압력손실도 함께 증가함을 확인하였고, 액체부하 변화에 따른 가스용량인자가 1.855 ~ 2.323 kg-1/2 m-1/2 S-1으로 20% 증가할 때, 압력손실은 약 17% 증가하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 충진물 체적에 관한 액체함량은 가스용량인자에 의존된 액체부하 매개변수로서 액체부하 변화에 따른 가스용량인자 약 3.84 kg-1/2 m-1/2 S-1까지는 거의 일정한 액체함량을 보였으나, 그 이상에서는 급격하게 증가하였다.

상호상관법을 이용한 시공간 영상유속계의 2차원 유속분포 측정 (Measurement of Two-Dimensional Velocity Distribution of Spatio-Temporal Image Velocimeter using Cross-Correlation Analysis)

  • 류권규;김서준;김동수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권6호
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    • pp.537-546
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    • 2014
  • 홍수시 하천의 유속을 효율적이고 안전하게 측정할 수 있는 방법의 하나로 제시된 것이 표면 영상 유속 측정법이다. 일반적인 표면영상유속계(SIV)는 두장의 정지영상에서 영상 조각을 잘라낸 뒤 여기에 상호상관법을 적용하여 유속을 산정한다. 이 방법은 짧은 시간간격의 유속분포 측정에 매우 효율적이다. 그러나 장시간의 평균 유속장을 산정하는 데는 많은 시간이 소요되며, 순간 유속장을 산정하기 때문에 흐름 조건이나 촬영 조건에 따라 생기는 잡음이나 불확실성의 영향을 많이 받게 된다. 이를 개선하고자 개발된 방법이 시공간 영상을 이용하여 일정 시간동안의 유속의 평균을 한번에 산정하는 시공간영상유속계측법(STIV)이다. 시공간영상유속계측법 중의 하나인 휘도경사텐서법은 일정 시간동안의 시공간 영상을 한 번에 분석하기 때문에, 유속 산정 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나 이 방법은 하천의 일방향 유속만을 계산할 수 있기 때문에 구조물 주변이나 만곡이 있는 경우의 2차원 흐름 측정은 불가능하다는 한계가 있다. 이를 개선하기 위해서 본 연구에서는 상호상관법을 이용하여 2차원적으로 시공간 영상을 분석하는 방법(상호상관 시공간영상유속계측법)을 개발하였다. 이 방법은 시공간영상에서 시간축 방향으로 상관분석을 통해 영상변위를 산정하는 방법이다. 기존의 시공간영상분석기법 중 하나인 휘도경사텐서법이 주흐름 방향만 분석이 가능하였던 데 비하여, 상호상관 시공간 영상분석법은 2차원 유속분포 측정이 가능하고, 시간적인 평균을 취하기 때문에, 공간 해상도가 높으며, 전체적인 유속 분석시간이 매우 짧아지는 장점이 있다. 또한 공동 흐름에 대한 인공 영상을 이용한 오차 분석결과 최대 10% 이내, 평균적으로 5% 이하의 오차를 보여 상당히 정확하게 2차원 유속분포 측정이 가능한 것으로 나타났다.

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.

창원시 보호수의 분포현황과 실태진단 (Diagnosis of Real Condition and Distribution of Protected Trees in Changwon-si, Korea)

  • 유주한;박경훈;이영한
    • 한국전통조경학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.59-70
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    • 2011
  • 본 연구는 창원시에 위치한 보호수를 체계적이고 합리적으로 관리하기 위한 기초자료 제공에 그 목적이 있다. 조사항목은 일반현황, 입지정보, 개체정보, 건강정보, 토양정보에 대해 조사하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 보호수 현황은 총 26개소에 위치하고 있으며, 수종은 느티나무, 팽나무, 푸조나무, 은행나무, 개서어나무, 반송, 굴참나무, 소나무, 왕버들 등 9종이다. 보호수 유형에서는 정자목이 가장 많았고, 대부분의 보호수가 수령 200년 이상이었다. 해발범위는 14~173m였고, 평탄지에 보호수가 많이 있었다. 입지유형의 경우 마을형, 산야형 순이었으며, 토지이용은 건물지가 가장 많았다. 수고범위는 8.0~30.0m, 지하고는 0.6~5.1m, 흉고직경은 240~700cm, 근원직경은 210~800cm이었다, 수관면적의 경우, 5번 느티나무가 가장 넓었다. 현황판은 23번과 26번을 제외하고 대부분 설치되어 있었다. 보호책이 설치된 지역은 9개소, 석축이 있는 지역은 14개소였다. 지지대가 설치된 지역은 5개소, 복토는 대부분 되어 있지 않았다. 바닥재질은 흙, 자갈과 식생의 순이었다. 고사지율 범위는 0~40%이며, 수피이탈율은 0~60%이었다. 공동이 있는 지역은 23개소였으며, 12번 푸조나무가 공동의 면적이 가장 넓었다. 답압 발생 지역은 7개소, 병충해 발생 지역은 2개소, 상처 발생 지역은 23개소, 뿌리 노출 지역은 13개소로 나타났다. 토양 분석 결과, 토양산도 pH 4.5~8.0, 유기물함량 3.5~69.8g/kg, 전기전도도 0.11~2.87dS/m, 유효인산 3.0~490.6mg/kg, 치환성 칼륨 0.10~1.05cmol+/kg, 치환성 칼슘 1.41~16.45cmol+/kg, 치환성 마그네슘 0.37~1.96cmol+/kg, 치환성 나트륨 0.25~2.41cmol+/kg, 양이온치환용량 8.35~26.55cmol+/kg으로 나타났다.

터널 현장 계측결과를 통한 강관보강 그라우팅의 거동 메커니즘 (Mechanism of steel pipe reinforcement grouting based on tunnel field measurement results)

  • 신현강;정혁상;이용주;김낙영;고성일
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.133-149
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    • 2021
  • 본 논문은 터널 굴착 시 굴착면의 안정성 확보를 위해 매우 활발히 적용되고 있는 강관보강 그라우팅의 거동 메커니즘을 실제 현장의 계측결과를 이용하여 연구한 결과를 수록하였다. 계측방법은 12 m의 강관에 형상변위계와 변형률계를 부착하여 실제 터널면에 보강을 시행한 다음 강관의 변형과 응력의 계측값을 분석하여 거동 특성을 파악하였으며, 6 m마다 강관이 중첩되는 것을 고려하여 7 m 굴착 시까지의 계측결과를 활용하였다. 또한, 허용응력이 다른 강관(SGT275와 SGT550)을 적용하여 강도차이에 따른 강관 보강재의 거동 특성도 확인하였다. 굴착면에 강관을 설치하고 최초 1 m 굴착 후 다음 굴착이 진행되기 전까지 7시간 동안의 강관 거동을 분석한 결과 굴착 이완하중에 따른 아칭효과로 응력이 재분배되는 거동 특성을 확인할 수 있었다. 1 m씩 굴착됨에 따라 3차원적인 이완하중의 응력분배로 인해 굴착된 구간은 4~6 m 굴착 시 가장 큰 변형을 나타내었다. 이러한 계측을 통해 굴착 전방지반의 설치된 강관에도 변형과 응력이 발생되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, SGT275강관(항복강도 275 MPa)과 SGT550강관(항복강도 550 MPa)의 거동을 비교한 결과 변형량의 차이는 최대 18배, 응력은 최대 12배 정도 차이가 발생되어 강도가 큰 강관일수록 이완하중에 대응이 유리한 것으로 나타났다. 본 논문에서는 실제 터널 굴착에 따른 강관의 계측결과를 이용하여 이완하중의 아칭효과에 대응하는 강관 보강 그라우팅의 거동 메커니즘을 확인할 수 있었고, 그 결과를 본 논문에 수록하였다.

광주시(光州市) 의료시설(醫療施設)의 입지(立地)와 주민(住民)의 효율적(效率的) 이용(利用) (The Location of Medical Facilities and Its Inhabitants' Efficient Utilization in Kwangju City)

  • 전경숙
    • 한국지역지리학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.163-193
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    • 1997
  • 복지사회를 지향하는 오늘날, 건강 중진에 직접 관계되는 의료시설의 접근성 문제는 주요 과제이다. 특히 삶의 질이라는 측면에서 질병의 치료 외에 건강진단, 예방과 회복, 요양 및 응급서비스의 비중이 커지고, 인구의 노령화 현상이 진전되면서 의료시설의 효율적인 입지가 주 관심사로 대두되고 있다. 의료시설은 주민의 생존과 직접 관계되는 기본적이고도 필수적인 중심시설로, 지역 주민은 균등한 혜택을 받을 수 있어야 한다. 이를 실현시키기 위해서는 기본적으로는 효율성과 평등성을 기반으로 1차 진료기관이 균등 분포해야 한다. 이에 본 연구에서는, 광주시를 사례지역으로 선정하여 의료시설의 입지와 그에 대한 주민의 효율적 이용에 관하여 분석하였다. 분석에 있어서는 통계자료와 기존의 연구 성과 외에 설문 및 현지조사 자료를 기반으로 시설 측면과 이용자 측면을 동시에 고찰하였다. 우선 의료 환경의 변화 및 의료시설의 변화 과정을 고찰하고, 이어서 의료시설의 유형별 입지 특성과 주민의 분포 특성을 고려한 지역별 의료수준을 분석하였다. 그리고 유형별 의료시설의 이용행태와 그 요인을 구명한 후, 마지막으로 장래 이용 유형의 예측과 문제지역의 추출, 나아가서는 시설의 합리적인 입지와 경영 방향을 제시하였다. 본 연구 결과는, 앞으로 신설될 의료시설의 적정 입지에 관한 기본 자료로서는 물론 지역 주민의 불평등성 해소라는 응용적 측면에서 의의를 지닌다.

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