• Elastomers and Composites
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• 제46권2호
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• pp.144-151
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• 2011

Intermittent CSR 측정법을 이용하여 hydrogenated NBR(이하 HNBR) 오링의 노화 거동과 수명 예측에 관하여 연구하였다. HNBR 오링의 가교 구조는 황 가교와 퍼옥사이드 가교를 이용하여 각각 제조하였다. Intermittent CSR jig는 오링의 실제 사용환경을 고려하여 설계 제작하였다. 각 측정 조건에 따른 마찰 영향, 열 손실 영향 및 Mullins effect에 의한 intermittent CSR의 응력 거동 변화를 관찰하였다. 오링의 노화 거동은 $100{\sim}120^{\circ}C$에서의 가속 노화 연구를 통하여 관찰하였다. 고장조건 50%와 40%에 대하여 HNBR 오링은 선형 노화 거동을 나타내었으며, Arrhenius relationship을 만족시켰다. HNBR-S 오링의 활성화 에너지는 70.6 kJ/mol로 나타났으며, Arrhenius plot으로부터 오링의 예측 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 31.1년과 33.7년으로 나타났다. HNBR-P 오링의 활성화 에너지는 72.1 kJ/mol로 나타났으며, Arrhenius plot으로부터 오링의 예측 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 34.0년과 36.5년으로 나타났다. 황 가교에 비하여 퍼옥사이드 가교에서 고무의 노화 속도가 느리게 나타났으며, 활성화 에너지는 높게 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.51-57
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• 2019

LNG 플랜트의 설비 배치는 안전, 환경과 관련된 법규 및 유지 및 보수 공간, 작업자 이동 통로 등 작업자의 근무환경이나 안전과 관련된 다양한 설계 제약조건을 충족해야 한다. LNG 플랜트 설비 중 가장 중요한 초저온 공정인 액화공정의 경우, 배관 내 유체와 외부 대기와의 온도 차이에 의한 열 손실과 유체 흐름 시 발생하는 압력 손실이 발생하기 때문에 가능한 설비 간 배관 길이는 짧을수록 유리하다. 따라서, 액화 공정을 건설할 때 다양한 제약조건을 만족하면서 배관의 길이를 최소로 하는 설비 배치가 이루어져야 하며, 이러한 문제는 수학적 모델링으로 배관의 비용을 목적함수를 만들어 이를 최소화하는 최적화 문제로 다룰 수 있다. 이와 관련된 기존 연구들은 대체로 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 공간 확보, 사고 예방을 위한 장치 간 이격거리 등 안전 요소를 간과해 왔다. 또한, 기존 연구는 대체로 개념설계를 이용한 배치를 다루어 왔으며, 이미 건설된 실제 배치 결과와 최적화 결과를 비교하여 배치 최적화 문제가 실제 어느 정도 비용 절감 효과가 있는지 검증한 내용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 작업자의 근무나 안전과 관련된 장치 간 이격거리와 유지 보수와 관련된 제약조건 식을 세우고 장치를 연결하는 파이프의 총 비용을 목적함수로 하는 MILP(Mixed Integer Linear Programming) 형태의 문제를 설계하였다. 하지만, 식이 복잡하고 공정 특성에 따라 다양한 제약조건을 추가해야 하는 경우가 있으므로 목적함수의 미분식을 이용하여 푸는 기존의 최적화 방법론으로 풀기에는 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 목적함수의 미분식 없이 최적해를 찾을 수 있는 PSO (Particle Swarm Optimization)를 이용하여 최적화를 수행하였다. 실제로 가동 중인 C3MR (Propane precooling Mixed Refrigerant) 공정에 대한 최적화를 수행하여, 본 연구에서 제안한 방법이 어느 정도 효과가 있는지 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.460-468
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• 2021

본 연구는 multi fan 방식의 "공랭식 연소설비"의 공정관리상의 문제점을 single F.D. fan 으로 대체하여 개선시키기 위해 CFD 진행하였고, 연소로 내 유동조건 변화를 분석하여 문제점을 확인하였다. 이를 개선하기 위해 연소공기 주입구조를 변경하였고, 구조 변화에 따른 연소효율 개선을 수치해석으로 평가하였다. 또한 실제 연소설비에 수치해석결과를 반영하여 구조개선을 한 후 개선 전·후의 연소효율을 실험적으로 측정하였다. 먼저 기존 Single F.D fan 이 적용된 연소설비에 대한 수치해석을 통해, 2개의 유로로 공급되는 연소공기가 각 유로의 마찰력 차이와 압력의 변화로 인해 연소로 내에서 공급비율이 불규칙하게 되어 선회방식의 연소조건을 위한 축 형태의 난류형성이 어려움을 확인하였다. 이를 개선하기 위해서 연소로에 주입하는 공기 공급 방식을 두 가지로 나누어 수치해석을 하였다. 첫 번째 방식은 연소공기를 외벽에서 180 ~ 360° 회전 후 예열된 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였고, 두 번째는 연소로 내에는 선회할 수 있는 베인(vane) 구조를 적용하여 연소로 밖에서 1차 열교환 후 연소로 내부에 접선방향으로 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였다. 그 결과, single F.D. fan을 가진 공랭식 연소로에 선회방식으로 공기를 주입할 경우, 연소로 외벽의 냉각과 연소로 내부의 완전혼합 유지를 위해 이중 냉각벽을 가지는 덕트 구조를 적용하는 것이 연소조건을 최적화하는데 바람직한 것으로 나타났으며, 실제 운영중인 설비에 적용하여 개선 전·후의 연소효율을 비교한 결과 연소효율이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.434-443
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• 2023

세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 리튬 그리스의 대체 물질로서 calcium sulfonate 그리스를 합성하여 성능을 개선하였다. Calcium sulfonate 그리스의 저온성 문제를 해결하기 위하여 PAO (poly alpha olefin) 기반의 기유와 증주제를 도입하였다. 본 연구에서는 파라핀 오일과 PAO 기반의 기유와 증주제로 calcium sulfonate 그리스 3종을 합성하였으며, PAO 기반의 기유와 수산화 리튬, 12-hydroxy stearic acid, sebacic acid의 비누화 반응으로 리튬 그리스 1종을 합성하였다. 합성한 calcium sulfonate 그리스 3종과 리튬 그리스의 형태, 미세 구조 및 작용기는 SEM 및 FT-IR로 분석하였다. 저온 특성은 rheometer, low temperature torque로 측정하였고, 트라이볼로지 특성은 four ball lubricant tester, SRV로 측정하였다. 그 결과, PAO 기반의 기유와 증주제로 합성된 calcium sulfonate 그리스는 -40℃에서도 유동할 수 있었으며, 기존 calcium sulfonate 그리스의 저온 특성의 한계점을 극복하였다. 또한 합성한 calcium sulfonate 그리스는 PAO 기유로 합성된 리튬 그리스보다 우수한 내마모성, 내하중성, 마찰계수, 내열성, 점착성 및 내부식성을 보였으므로 상업적으로 기존의 리튬 그리스를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권4호
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• pp.263-271
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• 2010

간헐 CSR 측정법을 이용하여 FKM 오링의 노화 거동과 수명 예측에 관하여 연구하였다. Intermittent CSR 지그는 오링의 실제 사용환경을 고려하여 설계 제작하였다. 각 측정 조건에 따른 마찰 영향, 열 손실 영향 및 Mullins 효과에 의한 간헐 CSR의 응력 거동 변화를 관찰하였다. 오링의 노화 거동은 $60{\sim}160^{\circ}C$에서의 가속 노화 연구를 통하여 관찰하였다. 고온 영역($100{\sim}160^{\circ}C$)에서 오링은 선형 노화 거동을 나타내었으며, 아레니우스 관계를 만족시켰다. 이때의 활성화 에너지는 60.2 kJ/mol로 나타났다. 아레니우스 도식으로 부터, 오링의 예측 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 43.3 년과 69.6 년으로 나타났다. 시간-온도 중첩 원리를 이용하여 $60^{\circ}C$에서의 노화 거동을 관찰하였으며, 실험 시간을 절약 할 수 있었다. $60{\sim}100^{\circ}C$의 저온 영역에서의 활성화 에너지는 48.3 kJ/mol로 감소하였다. WLF(William-Landel-Ferry) 도식을 통하여 FKM 오링은 $100^{\circ}C$ 이하에서 비선형 노화 거동을 나타내는 것을 확인하였다. 시간-온도 중첩 원리로부터, FKM 오링의 수명은 고장 조건 50%와 40%에 대하여 각각 19.1년과 25.2년으로 나타났다. 시간-온도 중첩 원리를 이용하여 예측한 오링의 수명이 아레니우스 관계에 의한 수명 보다 보수적인 것으로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제15권3호
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• pp.213-219
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• 1972

고구마를 직접(直接) 탁주양조(濁酒釀造)로 사용(使用)하기 위하여 생(生) 고구마 및 절간(切干) 고구마분(粉)을 이용(利用)한 제국실험(製麴實驗), 그리고 산(酸), 알칼리, 산화(酸化)환원제, polyphenol oxidase 저해제등(等)의 처리(處理)에 의(依)한 절간(切干)고구마의 탈색실험(脫色實驗)과 알칼리 및 열처리(熱處理)에 의(依)한 생(生) 고구마의 박피실험(剝皮實驗)을 하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 생(生) 고구마를 원료(原料)로 담금한 경우에 박피(剝皮)하여 담금한 구(區)가 하지않는 구(區)에 비(比)하여 다소(多少) 높은 발효율(發酵率)을 보였고, 전체적(全體的)으로 각구(各區)에서 모두 산(酸)이 많고 알콜 생성량(生成量)이 적었으며 그 제성주(製成酒)의 색상(色相) 및 취기(臭氣)가 좋지 못하였다. 2. 절간(切干)고구마분(粉)을 원료(原料)로 담금한 경우에는 생(生)고구마로 담금한 구(區)에 비(比)하여 총산함량(總酸含量)이 적은 반면(反面)에 알콜생성량(生成量)이 훨씬 많았다. 당화보조제(糖化補助劑)로서 엿기름을 사용(使用) 구(區)보다 밀기울국(麴)을 사용(使用)한 구(區)에서 알콜의 증산(增産)을 보여 4일후(日後) 술덧의 알콜함량(含量)이 $10.5{\sim}11.4%$에 달(達)하였고 그 제성주(製成酒)는 산미(酸味)가 부족(不足)하여 제성후(製成後) 시간경과(時間經過)에 따라 점차 암색(暗色)으로 착색(着色)되어 제품(製品)으로서의 가치(價値)가 저하(低下)되었다. 3. 절간(切干)고구마분(粉)에 Neuropora sitophila 및 Aspergillus oryzae 를 접종(接種)하여 제국(製麴)한 결과(結果), 균사(菌絲)가 고르게 발육(發育)된 국(麴)을 얻었으나 이들 국(麴)으로 담금한 술덧은 알콜함량(含量)이 현저(顯著)히 낮았다. 4. 산(酸) 및 알칼리, polyphenol oxidase 저해제(沮害濟), 그리고 ether, ethanol 등(等) 유기용제(有機溶劑) 처리(處理)에 의(依)한 절간(切干)고구마의 탈색효과는 가피(加被)할 수 없었으며 공시(共時)한 산화환원제중(酸化還元劑中) $KMnO_4$가 가장 탈색효과가 있었고 염류중(鹽類中)에서는 명반 및 소(燒)명반의 효과도 다소인정(多少認定)되었다. 5. 절간(切干)고구마분(粉)에 첨수하여 가열(加熱) 호화(糊化)할 때의 흑변(黑變)에는 공존(共存)하는 pectin 및 amino 산(酸)은 별영향(別營饗)을 미치지 않으나 tannin 은 기타(其他) 착색물질(着色物質)과 함께 영향(影響)을 주었다. 6. 고구마의 박피(剝皮)에는 3% 알칼리 비등용액중(沸騰溶液中)에서 6분간(分揀) 침적(沈積)로서 효과가 없었으며 비등수중(沸騰水中)에서는 12분간(分揀) 이상(以上)의 처리를 요하였다. 이상(以上)의 결과(結果)로서 생(生)고구마 또는 절간(切干)고구마분(粉)으로 양조(釀造)하거나 이를 제국(製麴)하여 양조(釀造)하는 데는 일반적(一般的)인 담금법(法)으로서 좋은 결과(結果)를 얻을 수 없었으며 여러 가지 전처리(前處理)에 의(依)한 원료(原料)의 탈색효과도 기대(期待)할 수 없었으므로, 생(生)고구마 또는절간(切干)고구마분(粉)을 직접 원료(原料) 사용(使用)하려면 여기에 적합(適合)한 효모(酵母)와 고구마착색물질(着色物質)을 분해(分解)시키는 미생물(微生物)의 검색(檢索)에 대(對)한 연구(硏究)가 필요(必要)하겠다.