• 한국가스학회지
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• 제17권1호
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• pp.26-34
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• 2013

상 변화(phase change)를 수반한 다상 유동 연구(multiphase flow analysis)는 증발, 응축과 같은 많은 분야에 적용, 응용될 수 있고 현상의 복잡성 때문에 많은 연구의 관심을 받고 있는 분야이다. 본 연구에서는 극저온 유체인 액화질소가 다양한 밀도의 글라스 울 내부 다공성 매질속으로 스며들면서 나타나는 거동을 살펴보았다. 유동에 영향을 미치는 투과성 계수에 대해서, 외부 압력의 영향성에 대한 실험을 진행하였고 논의하였다. 극저온 유체인 액화질소를 실험유체로 사용하여 사각 기둥 실린더 내부의 유체의 유동에 대한 실험으로 유체의 유동을 살펴보았다. 그 결과 벌크 밀도가 커짐에 따라 투과성 계수가 작아지고, 거리에 따른 압력변화의 비선형성이 커짐을 보였다. 마지막으로 CFD 전산유동 프로그램으로 실험결과와 동일한 상황을 모사하였으며, 이를 실험결과와 비교 분석하였다. 이에 대한 검증결과, 시뮬레이션 결과가 실험결과와 유사한 경향과 결과를 보여주었다.

• 한국재료학회지
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• 제22권5호
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• pp.227-236
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• 2012

Ionomer is a thermoplastic that is composed of covalent bonds and ionic bonds. It is possible to use this material in processes such as injection molding or extrusion molding due to the material's high oil resistance, weatherproof characteristics, and shock resistance. In this study, a new ionomer having a multifunctional group was prepared by a stepwise neutralization system with the addition of acidic and salt additives. In step I, to increase the contents of the multifunctional group and the acid degree in ethylene acrylic acid (EAA), MGA was added to the ionomer resin (EAA). A new ionomer was prepared via the traditional preparation method of the ionic cross-linking process. In step II, metal salt was added to the mixture of EAA and MGA. The extrusion process was performed using a twin extruder (L/D = 40, size : ${\varphi}30$). Ionomer film was prepared for evaluation of gas permeability by using the compression molding process. The degree of neutralized and ionic cross-linked new ionomer was confirmed by FT-IR and XRD analysis. In order to estimate the neutralization of the new ionomer film, various properties such as gas permeation and mechanical properties were measured. The physical strength and anti-scratch property of the new ionomer were improved with increase of the neutralization degree. The gas barrier property of the new ionomer was improved through the introduction of an ionic site. Also, the ionic degree of cross-linking and gas barrier property of the ionomer membrane prepared by stepwise neutralization were increased.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권4호
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• pp.229-238
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• 2017

본 연구는 다양한 기하학적 특성을 갖는 다공성 매질의 투과도를 유동조건의 변화와 상관없이 적절히 해석할 수 있는 일반화된 투과도 관계식을 도출하고자 시작되었다. 이에 우선, Darcy-Weisbach 관계식 (Darcy's 마찰유동관계식)의 다공질 유동에의 적용방안을 검토하였다. 결과적으로, Kozeny와 Carman 등의 선행연구를 바탕으로, Darcy-Weisbach 관계식은 다공질 유동해석에 적용이 가능하도록 확장되었다. 또한, 이는 모세관 유동모델을 바탕으로 마찰등가투과도(FEP)로 다시 정의되었다. 이때, 도출된 관계식의 유효성은 Kozeny-Carman 방정식과의 비교를 통해 검증되었고, 제시된 FEP 관계식이 Kozeny-Carman 방정식의 일반화된 형태임도 확인하였다. 결론적으로, 본 연구에서는 Darcy-Weisbach 관계식을 다공질 유동해석에 적용할 수 있도록 적절히 확장하고, 새로운 투과도 산정을 위한 FEP 관계식을 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.98-107
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• 2023

본 연구에서는 인도네시아 북부 칼리만탄 섬 임의의 광구에서 취득한 석탄시료의 메탄가스 흡착량 측정 실험 결과를 활용하여 석탄층 메탄가스 저류층의 적정 생산정 간격 설계 연구를 수행하였다. 가스 생산성 분석결과, 랭뮤어 부피가 증가할수록 누적 가스생산량도 증가하며 이는 최대 가스 흡착량이 가스생산량에 직접적인 영향을 주는 것으로 판단된다. 또한 탄리투과도가 증가할수록 최대 가스생산량이 증가하고 배출수 기간(dewatering period)이 단축되는 것을 확인하였다. 특히 생산 영향영역이 넓어짐에 따라 누적 가스생산량은 증가하지만 단위 가스정 당 생산성 비교 시, 심도 2,000 ft, 영향영역 80-160 acres 사이에서 최대 누적 가스생산량이 산출되었다. 탄층 심도와 생산 영향영역을 동시에 고려하여 적정 생산정 심도 및 간격 산출 결과, 600-2,000 ft 사이에서 가스 생산성이 가장 높게 나타나며, 이때 생산정 간격은 80-160 acres 범위 내로 설계 하는 것이 적정하다. 따라서 탐사 시추 시 회수된 코어 시료 이외의 시추 자료가 없는 미개발 CBM 저류층에서 석탄시료의 가스흡착 실험 결과를 활용함으로써 탄층심도를 고려한 생산정 간격 설계를 수행할 수 있음을 제시하였다.

• 멤브레인
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• 제23권6호
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• pp.450-459
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• 2013

폴리이미드 기체 분리막의 기체 분리 성능을 향상시키기 위해서 2,3,5,6-Tetramethyl-1,4-phenylenediamine(TMPD) 구조를 지닌 폴리이미드를 1,2-Diaminoethane (DAE)과 1,6-Diaminohexane (DAH)으로 가교시켜 분리막을 제조하였다. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR)를 이용해 가교 후 이미드 고리가 아미드 그룹으로 전환됨을 확인하였다. 폴리이미드의 열분해 온도는 가교 후 감소하였으며, 이는 가교제의 알킬기 분해 때문이다. 가교된 폴리이미드 분리막의 d-spacing은 가교 시간이 증가함에 따라 감소하였다. 가교 후 $CH_4$, $N_2$, $O_2$, $CO_2$ 기체의 투과도는 가교 전 보다 감소하였으며, DAH로 가교된 분리막이 DAE보다 더 높은 투과도를 나타냈다. 투과도와 달리 $CO_2/CH_4$, $CO_2/N_2$, $O_2/N_2$ 기체 선택도 모두 가교 시간이 길어질수록 증가된 결과가 나타났다. $CO_2/CH_4$ 기체의 선택도는 DAE로 6분 가교 시 최대 증가치를 나타냈으며 39.5%까지 증가하였다. $O_2/N_2$ 선택도 또한 DAE로 6분 가교 시 최대 증가치를 가지며 20.5%까지 증가하였다. 이를 통해서 DAE가 DAH보다 선택도 증가에 적합한 가교제임을 예상할 수 있으며 이와 달리 $CO_2/N_2$ 선택도는 DAE로 3분 가교 시 감소해 $CO_2/N_2$ 분리에는 적합하지 않은 결과가 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제52권4호
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• pp.269-272
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• 2015

$La_2Ce_2O_7$ and $CeO_2$ membranes were fabricated from the corresponding powders derived from sol-gel process with polyvinyl alcohol binder. These powders and membranes were characterized by XRD, BET, and FE-SEM analysis. Hydrogen and CO gas permeation experiments were performed using Sievert's type equipment. Both fluxes on these membranes were found to decrease with increase of the temperature. This phenomenon was followed by the surface and Knudsen diffusion mechanism. The hydrogen permeability of the $La_2Ce_2O_7$ membrane was found to be $7.27{\times}10^{-5}mol/m^2sPa$, with perm-selectivity of 7.24 at 303 K.

• Korean Membrane Journal
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• 제3권1호
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• pp.39-50
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• 2001

The counter-diffusion of two gaseous substances permeating a polymeric membrane has been investigated both experimentally and theoretically. The aim of the study was to find mutual effects, if any, that could influence the permeability and diffusivity data. The experimental data were obtained with an isostatic permeameter operating at ambient pressure and 303 K: helium, nitrogen, carbon dioxide methane were used as permeating gas at different partial pressure; helium or nitrogen as equilibrating or carrier gas. No evident mutual effect of the counter-diffusing gas was observed. The theoretical analysis gave some insight into the phenomena and it was concluded that at near-atmospheric pressures, and in the absence of swelling phenomena no mutual interaction exists. On a theoretical basis any mutual interaction between diffusing and counter-diffusing gases could only occur: i) at high pressures , when the free movement of permeating gas molecules within the polymer is hindered by the counter-diffusing gas; ii) when a large part of the free volume fraction is occupied by the counter--diffusing gas; iii) swelling phenomena modify the structure and free volume fraction of the polymer.

• 멤브레인
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• 제10권4호
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• pp.205-212
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• 2000

실리콘 고무(고무상고분자)와 폴리스틸렌(유리상고분자)을 이용하여 true-IPN을 합성하였다. 합성방법은 단계(sequential) IPN(interpenetrating polymer net- work) 제조방법이며, 이때 IPN 내의 폴리스틸렌 함량을 10-70 wt%로 변화시켜 폴리스틸렌의 함량에 따른 산소/질소의 투과특성을 조사하였다. FTIR과 NMR의 결과 단계IPN 합성법으로 실리콘고무-폴리스틸렌의 IPN분리막이 제조되었음을 확인하였으며, 열분석 결과 폴리스틸렌의 함량이 증가할수록 실리콘고무와 폴리스틸렌의 혼합도(degree of mixing)가 증가한다는 것을 알 수 있었다. 기체투과특성 조사에서는 폴리스틸렌의 함량이 증가할수록 산소투과도는 감소하는 경향이 있었으나, 50wt% 폴리스틸렌이 함유된 분리막에서 일시적인 증가를 보여주었다. 또한 선택도는 폴리스틸렌의 함량이 증가하면서 약간 증가하다, 50wt% 폴리스틸렌이 함유된 분리막에서 20.6% 향상된 최대 값을 얻을 수 있었다. 이것은 폴리스틸렌이 50wt%인 분리막에서 IPN의 상호보완적인 성질이 가장 잘 나타난 결과라고 할 수 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.705-712
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• 2000

The fluid generally flows through fractures in crystalline rocks where most of underground storage facilities are constructed because of their low hydraulic conductivities. The fractured rock is better to be conceptualized with a discrete fracture concept, rather continuum approach. In the aspect of fluid flow in underground, the simultaneous flow of groundwater and gas should be considered in the cases of generation and leakage of gas in nuclear waste disposal facilities, air sparging process and soil vapor extraction for eliminating contaminants in soil or rock pore, and pneumatic fracturing for the improvement of permeability of rock mass. For the purpose of appropriate analysis of groundwater-gas flow, this study presents an unsteady-state multi-phase FEM fracture network simulator. Numerical simulation has been also conducted to investigate the hydraulic head distribution and air tightness around Ulsan LPG storage cavern. The recorded hydraulic head at the observation well Y was -5 to -10 m. From the results obtained by the developed model, it shows that the discrete fracture model yielded hydraulic head of -10 m, whereas great discrepancy with the field data was observed in the case of equivalent continuum modeling. The air tightness of individual fractures around cavern was examined according to two different operating pressures and as a result, only several numbers of fractures neighboring the cavern did not satisfy the criteria of air tightness at 882 kPa of cavern pressure. In the meantime, when operating pressure is 710.5 kPa, the most areas did not satisfy air tightness criteria. Finally, in the case of gas leaking from cavern to the surrounding rocks, the resulted hydraulic head and flowing pattern was changed and, therefore, gas was leaked out from the cavern ceiling and groundwater was flowed into the cavern through the walls.

• 폴리머
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• 제35권5호
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• pp.402-408
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• 2011

$Na^+$-사포나이트(saponite, SPT) 필름의 유연성을 향상시키기 위해 수용성 고분자인 폴리(비닐 알코올)(poly(vinyl alcohol); PVA)을 다양한 함량(0~10 wt%)으로 사용하여 용액 삽입방법을 통해 SPT 하이브리드 필름을 제조하였다. 본 논문에서는 SPT 하이브리드 필름의 열적 광학적 성질, 모폴로지, 및 가스 투과성 등을 조사하였다. PVA 농도에 따른 SPT 하이브리드 필름의 성질들은 X-선 회절도(XRD), 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM), 시차주사 열량계(DSC), 열중량 분석기(TGA), 열기계 분석기(TMA), 자외선-가시광선(UV-vis.) 흡광도기, 및 산소투과($O_2$TR) 측정기 등을 통해 조사하였다. SPT 하이브리드 필름의 성질들은 PVA의 무게% 농도에 따라 많은 영향을 받았으며, 적은 양의 PVA도 SPT 하이브리드 필름의 유연성을 증가시키기에 충분하였다.