2012년부터 신재생에너지 의무공급제도가 국내에 도입되고, 전 세계적인 에너지 절약과 환경보존 측면에서 미활용 및 신재생에너지원에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 특히, 중저온 열원의 활용방안에 대하여 많은 관심과 연구가 활발하게 진행되면서 고부가가치의 전력생산이 가능한 유기랭킨사이클이 그 대안으로 떠오르고 있다. 따라서 본 연구에서는 유기랭킨사이클 발전시스템을 하수 처리장 1,500 kW 바이오가스엔진 배기열을 열원으로 하부 사이클을 구성하여 성능해석 상용 프로그램으로 성능특성을 예측하였다. 바이오가스엔진 배열의 실제 운전조건은 $460^{\circ}C$의 온도와 매 초당 2.7 kg의 유량으로 운전되고 있었다. 이러한 열원 온도에 적합한 작동유체를 다수 선정하여 작동유체 종류별 성능해석을 수행하였으며, 최고의 성능이 나타나는 이소펜탄의 경우 163.1 kW의 발전출력과 13.66%의 효율을 얻을 수 있었다.
마늘을 이용한 기능성 잼을 제조하기 위하여 마늘에 당, 산, 펙틴을 첨가하고 평압과 감압에서 농축하여 마늘잼을 제조한 후 색도, 조직특성을 조사하고 $30^{\circ}C$에서 저장하면서 색도, 조직의 변화, 비타민 C의 변화를 측정한 결과는 다음과 같다. 원료마늘의 일반성분은 수분 57.2%, 탄수화물 23.6%, 조단백 1.9%, 조지방 0.75%, 회분 0.93%이었고 비타민 C는 8.4 mg/100g이었다. 명도는 진공농축한 것이 평압농축한 것보다 높았고 적색도와 황색도는 평압의 것이 높았다. 저장기간에 따라 명도는 모두 감소하였으나 평압에서 농축한 것이 감압보다 크게 감소하였으며 갈변화가 저장 8주에는 심하게 나타났다. 마늘잼의 조직특성은 hardness, chewiness, gumminess는 평압농축이 감압농축에 비하여 높았고 springiness, cohesiveness는 평압농축이 낮았다. 마늘잼의 기호성은 딸기잼에 비하여 떨어지지만 기능성을 감안할 때 시장성이 매우 높을 것으로 판단한다.
충격관을 사용하여 L.P.G./$O_2$혼합기체의 폭발반응에 대해 L.P.G. 농도 3~45 부피 % 범위에 걸쳐 조사하였다. 본실험조건하에서 폭발가능한 하한농도조건은 L.P.G.농도 3.4%, 상한농도조건은 40.0%로 측정되였다. L.P.G.농도가 증가함에 따라 폭발파속도는 증가하였으나 당량비조건(${\phi}$=1, L.P.G. 농도 17.2%)에서 변곡점을 나타내었으며 최대속도는 당량비보다 1.57배 큰 농도조건(${\phi}$=1.57)에서 2.65km/sec를 나타낸 후 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 당량비근처에서 변곡점이 나타난 것은 L.P.G. 농도가 당량비보다 적은 조건과 당량비보다 큰 조건하에서 폭발반응메카니즘이 다른데에 기인하는 것으로 믿어진다. 또한 충격가열 방식을 사용하여 L.P.G./$O_2$ 조성비에 따른 자동점화 온도를 측정하였다. 폭발파를 형성시킬 수 있은 자동점화온도는 당량비조건에서 $742{\pm}3{\circ}K$의 최저값을 나타냈으며 당량비로 부터 벗어남에 따라 급격히 증가하는 경향을 나타냈다.
국내 가압 경수로는 핵연료 재장전후 해당 주기 노심핵설계의 타당성 및 안선 제한치의 만족 여부를 확인하기 위하여 저출력에서 노물리 시험을 수행한다. 그러나 고리 3호기 7주기를 포함한 일부 저출력 노물리 시험 중 step 반응도를 삽입한 후에도 반응도가 서서히 증가하는 기이한 현상이 나타났다. 이러한 현상은 시험시 중성자속 준위가 낮고 노외 핵계측기로 비보상형 전리함을 사용하기 때문에 감마 background가 존재하여 생기는 것이다. 이로 인해 노물리 시험 결과는 많은 오차를 포함할 수도 있는 것이다. 본 연구에서는 반응도가 증가하는 현상을 정량적으로 분석하고 기준 제어봉 제어능 측정 시험을 모사함으로써 노물리 시험 결과의 오차를 줄일 수 있는 방법을 제시하고 이후의 노물리 시험에 적용하여 확인하였다. 또한 감마 background 준위를 산정한 후 중성자속 준위를 조정하여 기준 제어봉 제어능 측정 시험을 통해 감마 background의 영향을 받지 않는 중성자속 준위를 결정하였다. 결정된 중성자속 준위는 핵가열이 발생하는 중성자속의 3/10이다. 이것은 기존의 상한치보다 3배 증가된 것이다. 이 결과는 고리 4호기 7주기 및 영광 1호기 7주기 노물리 시험에 성공적으로 적용되었다.
고무의 안정성과 신뢰성 확보를 위해 재료 특성과 수명 평가는 매우 중요하다. 본 연구에서는 연료전지용 고무 가스켓으로 사용되는 황으로 가황한 NBR compound의 수명을 예측하였다. 5, 6, 7 vol% 황산농도에서 120, 140, $160^{\circ}C$ 온도로 각각 3시간에서 600시간까지 가속 노화시험을 하였다. 고무를 황산용액 안에 침지시키기 위해 pyrex glass tube를 사용하였다. 그리고 가열 시간 동안 용액의 증발을 막기 위하여 pyrex glass tube 양쪽 끝을 막았다. 연료전지용 가스켓인 NBR 고무의 수명을 예측하기 위하여 가속 산-열 노화시험 후 물성 실험을 하였으며 산-열 노화시험에서 물리적 특성의 영향을 연구하기 위하여 인장강도, 신장율, 경도, 가교밀도를 측정하였다. 인장강도는 황산농도와 온도가 증가함에 따라서 감소되었는데 이 결과로 Arrhenius 식을 유도하여 수명을 평가하였다.
대두 중의 생리활성 성분을 효율적으로 이용하는 두부를 제조하기 위하여 초미세 전지대두분말에 단백분해효소를 첨가하여 비압착 전두부를 제조한 후 일반성분, 색도, 조직감특성, 관능검사를 실시하여 다음과 같다. 두유의 응고 형성능이 있는 단백분해효소로서는 Aspergillus sojae protease, bromelain papain이었고, 이 효소를 이용하여 두부를 제조한 결과 Aspergillus sojae protease가 가장 좋았다. 단백분해효소의 첨가 시기는 1차 가열한 두유를 균질화시켜 효소를 첨가하여 작용시킨 후 응고제를 첨가하여 2차 가열을 하였을 때 조직이 가장 좋았다. 단백분해효소와 응고제를 이용한 비압착 전두부의 일반성분은 시제품 연두부(대조구) 보다 수분 함량은 낮았고, 조단백질$.$조지방$.$회분 함량은 높았다. 단백분해효소와 응고제를 이용한 비압착 전두부는 대조구에 비해 L값과 b값은 높았고, 조직의 hardness, fracturability, springness, gumminess, chewiness가 높았으며 adhesiveness, cohesiveness는 낮았다. 단백분해효소와 응고제를 이용한 비압착 전두부의 외관 관능평가 결과는 대조구에 비해 표면의 매끄러움, 균열 정도, 횐 정도는 낮았고 노란정도는 높았으며 그 중에서 Aspergillus sojae protease 처리한 두부가 대조구와 비슷하였다. 단백분해효소와 응고제를 이용한 비압착 전두부의 향미 특성 관능평가 결과 대조구에 비해 삶은 콩 냄새, 볶은 콩가루 냄새, 떫은 느낌, 신맛, 쓴맛은 높았고 콩 비린 냄새는 낮았다. 단백분해효소와 응고제를 이용한 비압착 전두부의 조직 특성 관능평가 결과 대조구에 비해 강도, 내부 촉촉함, 거침성, 끈적거림, 입안에 남는 정도는 높았고 탄력성은 낮았다.
사용후핵연료 건식저장 시스템과 관련하여 고온 및 방사선으로 인한 콘크리트 손상과 열화특성에 대해 포괄적으로 문헌분석을 수행하였다. 고온에 의한 장기열화를 방지하기 위한 콘크리트의 임계온도는 일반적으로 $95^{\circ}C$이며, 온도경사는 콘크리트 균열방지를 위해 $60^{\circ}C$ 이하가 되도록 설정하고 있다. 열화정도는 노출온도와 노출시간에 비례하여 증가하는 경향을 나타내며, 압축강도에 비해 인장강도가 고온에 보다 민감한 특성을 보인다. 한편 방사선의 에너지가 $10^{10}MeV{\cdot}cm^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 이하일 경우에는 핵반응으로 인한 가열을 무시할 수 있다. 하지만 콘크리트가 $10^{19}n{\cdot}cm^{-2}$ 이상의 중성자에 혹은 $10^{10}$ rad를 초과하는 감마선량에 노출된다면 콘크리트의 역학적 물성이 점차 감소하는 경향을 보이며, 그 손상정도는 콘크리트 구성재료의 특성에 의존적이다. 콘크리트에 대한 방사선 조사시 재료의 역학적 물성변화는 주로 온도상승으로 인한 콘크리트 내부 함수량의 변화 및 재료간의 열적물성 차이로 인한 체적증가와 균열발생으로 발생한다. 따라서 건식저장과 관련된 기술의 조속한 확보 및 인 허가를 위해서는 그 간의 선행연구 결과를 최대한 활용할 필요가 있으며, 본 연구결과는 향후 사용후핵연료 건식저장 콘크리트 캐스크 관련 국내 자체기술 개발에 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
한방에서 강장과 보간 등에 효과가 있는 것으로 알려진 구기자를 원료로 술을 양조하여 그 일반성분, 유기산, 메탄올, ester, 휴젤유 및 $SO_2$ 등을 조사하였고, $20^{\circ}C$와$30^{\circ}C$에서 20일 저장하면서 위의 성분분석과 관능 검사를 하였다. 보당형 구기자술 중의 유기산량은 젖산, 능금산, 주석산 및 초산 등이 주를 이루었으며 ester 및 휴젤유는 각각 $4.0{\sim}5.0\;mg%$와 $12{\sim}30\;mg%$ 그리고 methanol은 $25{\sim}27\;mg%$이었다. 약주형 구기자술의 ester 및 휴젤유는 보당형보다 많았다. 한편, 보당형 및 약주형 구기자술의 주질에 미치는 저장온도는 $30^{\circ}C$보다 $20^{\circ}C$가 좋았으며 살균 처리법은 $SO_2$ 100 ppm 첨가 또는 $60^{\circ}C/30$분의 처리가 좋았다.
In this study we aims to examine the co-doping effects of 1/3 mol% $Mn_3O_4+Co_3O_4$ (1:1) on the reaction, microstructure, and electrical properties such as the bulk defects and grain boundary properties of $ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3$ (ZBS; Sb/Bi=0.5, 1.0, and 2.0) varistors. The sintering and electrical properties of Mn,Co-doped ZBS, ZBS(MCo) varistors were controlled by Sb/Bi ratio. Pyrochlore ($Zn_2Bi_3Sb_3O_{14}$) was decomposed and promoted densification at lower temperature on heating in Sb/Bi=1.0 by Mn rather than Co. Pyrochlore on cooling was reproduced in all systems however, spinel (${\alpha}$- or ${\beta}$-polymorph) did not formed in Sb/Bi=0.5. More homogeneous microstructure was obtained in $Sb/Bi{\geq}1.0$ In ZBS(MCo), the varistor characteristics were improved drastically (non-linear coefficient, ${\alpha}$=30~49), and seemed to form $Zn_i^{..}$(0.17 eV) and $V_o^{\bullet}$(0.33 eV) as dominant defects. From impedance and modulus spectroscopy (IS & MS), the grain boundaries have divided into two types, i.e. the one is tentatively assign to $ZnO/Bi_2O_3(Mn,Co)/ZnO$ (0.47 eV) and the other ZnO/ZnO (0.80~0.89 eV) homojunctions.
In this study, the availability of cow manure as raw material for solid fuel production was investigated. Since the water content of the cow manure was too high, it was dewatered using a laboratory hydraulic compressure ($11.3kg/cm^2$). The moisture content of the cow manure decreased from 82.01% to 73.36 wt.%. The dewatered cow manure was homogenized by the experimental apparatus and then put into the rotating cylindrical apparatus. From the consecutive processes, the cow ball-shaped pellet which size ranged from 3.0 to 25.0 mm was produced. The major factor for making palletized fuel from cow manure was the moisture content. Based on the experimental data, the moisture content of cow manure for pelletizing cow manure was identified as 65~75 wt.%. When the moisture content of the cow manure was lower than 30 wt.%, the diameter of the pellets maded from cow manure was smaller than 3 mm. On the other hand, when the water content of the cow manure was higher than 75 wt/%, the diameter of the processed pellets tended to be larger than 25 mm. The characteristics of the processed cow manure pellets was analyzed to be in accordance with the livestock solid fuel quality standard. The pyrolysis characteristic of the pellet was analyzed by raising the heating temperature of the experimental equipment from 200 to $900^{\circ}C$. The mass change between of 20 and $130^{\circ}C$ corresponds to the amount of moisture contained in the cow manure. The amount of moisture was about 15% of the total weight of cow manure samples. The cow manure pellet was thermally stable up to $280^{\circ}C$. It can be interpreted that combustion of cow manure pellet does not occur until the surface temperature reaches $280^{\circ}C$. The mass change of pellet between of 280 and $450^{\circ}C$ was considered to be due to the vaporization of volatile organic compounds (VOCs) present in the cow manure pellet. The maximum production of VOCs was showed near $330^{\circ}C$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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