• 제목/요약/키워드: particle mixing

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다파장 라만 라이다 관측을 통한 황사의 이동 고도 분포에 따른 광학적 특성 변화 규명 (Retrieval of the Variation of Optical Characteristics of Asian Dust Plume according to their Vertical Distributions using Multi-wavelength Raman LIDAR System)

  • 신성균;박영산;최병철;이권호;신동호;김영준;노영민
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.597-605
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    • 2014
  • 광주과학기술원의 다파장 라만 라이다를 이용한 에어로졸 연속관측이 2009년부터 2011년까지 3년간 수행되었다. 장기 연속 관측을 통해 얻어진 라이다 신호들의 분석을 통해 편광소멸도를 산출해 내었고, 편광소멸도를 통하여 황사 층을 구분해 내었다. 구분된 황사의 층의 광학적 특징들이 관측 고도에 따라 다르다는 것을 신호의 분석으로부터 밝혀졌다. 이러한 광학적 특징의 차이를 규명하기 위하여, HYSPLIT 모델을 이용하여 각각 관측된 황사 층들의 유입 경로와 이동 중 고도를 분석하였다. 이러한 황사의 관측 고도에 따른 광학적 특성의 변화는 황사가 장거리 이동 중 통과한 오염물질 발생 지역에서 발생한 오염물질과의 혼합으로부터 기인한 것으로 사료된다. 특히 오염물질 발생 지역을 지날 때의 황사 층의 고도는 황사의 광학적 특성 변화에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. 3년간 라이다 관측 시스템으로 관측한 황사 중, 중국산업지역 및 인구밀집도가 높은 지역 등과 같은 인위적 기원의 오염물질 발생 지역을 통과할 때의 고도가 1 km 이하 일 때, $0.12{\pm}0.01$의 낮은 편광소멸도, 355 nm와 532 nm 파장에서 각각 $67{\pm}9sr$, $68{\pm}9sr$의 낮은 라이다비, $1.05{\pm}0.57$의 낮은 옹스트롬 지수(${\AA}ngstr\ddot{o}m$ expon) 보였으며, 이는 오염물질이 갖는 광학적 특성 값과 유사하다. 이와 반면 황사가 3 km 이상의 높은 고도로 오염물질 발생 지역을 통과한 경우는 $0.21{\pm}0.09$의 편광소멸도, 355 nm와 532 nm 파장에서 각각 $48{\pm}5sr$, $46{\pm}4sr$의 라이다 비, $0.57{\pm}0.24$의 옹스토롬 지수를 보이며 이는 순수황사의 광학적 특성과 유사하다. 이는 황사가 중국 오염물질 발생지역을 통과할 때의 고도가 혼합상태의 황사 전체의 광학적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되며, 낮은 고도에서는 오염물질과의 혼합의 정도가 증가하여, 오염물질의 광학적 특성이 우세하게 나타나는 반면, 높은 고도에서는 오염물질과 황사의 혼합이 상대적으로 적게 일어난다고 사료된다.

펄프·제지 산업에서의 프랙탈 기하 원리 및 그 응용 (The Principles of Fractal Geometry and Its Applications for Pulp & Paper Industry)

  • 고영찬;박종문;신수정
    • 펄프종이기술
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    • 제47권4호
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    • pp.177-186
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    • 2015
  • Until Mandelbrot introduced the concept of fractal geometry and fractal dimension in early 1970s, it has been generally considered that the geometry of nature should be too complex and irregular to describe analytically or mathematically. Here fractal dimension indicates a non-integer number such as 0.5, 1.5, or 2.5 instead of only integers used in the traditional Euclidean geometry, i.e., 0 for point, 1 for line, 2 for area, and 3 for volume. Since his pioneering work on fractal geometry, the geometry of nature has been found fractal. Mandelbrot introduced the concept of fractal geometry. For example, fractal geometry has been found in mountains, coastlines, clouds, lightning, earthquakes, turbulence, trees and plants. Even human organs are found to be fractal. This suggests that the fractal geometry should be the law for Nature rather than the exception. Fractal geometry has a hierarchical structure consisting of the elements having the same shape, but the different sizes from the largest to the smallest. Thus, fractal geometry can be characterized by the similarity and hierarchical structure. A process requires driving energy to proceed. Otherwise, the process would stop. A hierarchical structure is considered ideal to generate such driving force. This explains why natural process or phenomena such as lightning, thunderstorm, earth quakes, and turbulence has fractal geometry. It would not be surprising to find that even the human organs such as the brain, the lung, and the circulatory system have fractal geometry. Until now, a normal frequency distribution (or Gaussian frequency distribution) has been commonly used to describe frequencies of an object. However, a log-normal frequency distribution has been most frequently found in natural phenomena and chemical processes such as corrosion and coagulation. It can be mathematically shown that if an object has a log-normal frequency distribution, it has fractal geometry. In other words, these two go hand in hand. Lastly, applying fractal principles is discussed, focusing on pulp and paper industry. The principles should be applicable to characterizing surface roughness, particle size distributions, and formation. They should be also applicable to wet-end chemistry for ideal mixing, felt and fabric design for papermaking process, dewatering, drying, creping, and post-converting such as laminating, embossing, and printing.

축전식 탈염 공정을 위한 메조포러스 탄소 전극 (Mesoporous Carbon Electrodes for Capacitive Deionization)

  • 이동주;박진수
    • 전기화학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.57-64
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    • 2014
  • 다공성의 활성탄소와 상대적으로 입자크기가 더 작은 carbon black을 여러 비율로 혼합하여 다양한 적층배열 구조를 갖는 축전식 탈염용 전극을 제조하였고 활성탄소만 존재하는 전극과 비교 분석하였다. 연구 결과 carbon black의 양이 증가할수록 탄소체의 배열 구조가 조밀해지는 것을 관찰하였고, mesopore가 약 10% 증가하는 것으로 나타났다. 순환전압전류법을 이용하여 축전용량을 살펴보았을 때 carbon black만으로는 이온흡착에 대한 영향이 거의 없지만 활성탄소체와 혼합하여 carbon black의 양이 증가할수록 비축전용량 역시 증가하는 것을 관찰하였다. 최종적으로 셀에 전극을 채용하여 탈염실험을 수행한 결과, carbon black의 양이 가장 많이 함유된 전극의 탈염 성능이 가장 우수하였고, pH의 변화의 폭이 가장 좁았다. 또한, 축전된 전하의 분석을 통해 비페러데이 전류의 비율이 증가하는 것으로 나타나 페러데이 반응에 대한 영향이 감소하는 것을 관찰하였다. 이는 carbon black의 첨가로 전극의 적층배열 구조가 변형함으로써 mesopore의 비율이 증가해 페러데이 반응에 의한 영향이 감소하였고, 탈염 성능 역시 증가하는 것을 알 수 있었다.

해수와 제지슬러지소각재의 광물탄산화 반응을 이용한 이산화탄소 저장 연구 (Study on Carbon Dioxide Storage through Mineral Carbonation using Sea Water and Paper Sludge Ash)

  • 김다미;김명진
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.18-24
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    • 2016
  • 광물탄산화는 이산화탄소를 칼슘, 마그네슘 등을 함유한 금속산화물과 반응시켜 영구적으로 저장하는 기술이다. 본 연구에서는 직접탄산화 방법으로 이산화탄소를 저장하기 위해 해수와 알칼리성 산업부산물인 제지슬러지소각재(PSA)를 사용하였다. 다양한 실험을 통해 해수와 PSA를 이용한 직접탄산화 반응의 최적 용매의 양(해수와 PSA의 혼합비)과 반응시간을 찾았고, PSA를 이용한 직접탄산화 반응에 해수와 초순수를 각각 용매로 사용했을 때의 이산화탄소 저장량을 비교하였다. 이산화탄소 저장량은 탄산화반응 후 고체증가량과 열중량분석 결과를 이용해서 계산하였다. 실험에 사용한 PSA는 미세하고 67.2%의 칼슘을 포함하였다. $25^{\circ}C$, 1기압에서 해수를 PSA와 혼합하여 이산화탄소를 0.05 L/min 유량으로 주입하는 탄산화반응의 최적 용매의 양과 반응시간은 각각 5 mL/g, 2시간이었다. 해수와 초순수를 용매로 사용해서 PSA와 각각 혼합한 다음 탄산화했을 때, 이산화탄소 저장량은 각각 113, $101kg\;CO^2/(ton\;PSA)$이었다. 해수를 사용하여 탄산화한 고체는 대부분 calcite 형태의 탄산칼슘과 소량의 탄산마그네슘으로 구성되어있었고, 초순수를 사용했을 때의 고체도 calcite 형태의 탄산염임을 확인하였다.

소형 자동차 페인트 도장부스에서 발생하는 점착성 paint aerosol 처리장치에서 제거성능 (Removal Performance of Sticky Paint Aerosol Control System Generated from Small Scale Car Paint Overspray Booth)

  • 이재랑;;전성민;이강산;손종렬;박영옥
    • 한국대기환경학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.54-62
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    • 2015
  • Small scale paint overspray booths are being operated nationwidely, for repair of passenger car body parts. paint aerosols are emitted from the paint overspray booth in operations. In paint overspray booth operations without ventilation system and air pollutants collection unit, it may land on nearby equipment. In this study a removal of sticky paint aerosol for application of the small-scale overspray paint booth. it's cause the surface of filter bag from generated sticky paint aerosol. To remove adhesion of paint aerosol the agglomerating agents are injected and mixed with sticky paint aerosols prior to reach the filter bag. The paint spray rate was set as $10{\pm}5g/min$ from air-atomized spray guns in the spray booth, injection rate of agglomerating was $10{\pm}5g/min$ in the mixing chamber. The filtration velocity including air pollutants varied from 0.2 m/min to 0.4 m/min. Bag cleaning air pressure was set as $5.0kg_f/min$ for detaching dust cake from surface of filter bag. Bag cleaning interval at the filtration velocity of 0.2 m/min was around 3 times longer than that of the 0.4 m/min. The residual pressure drop maintained highest value at the highest filtration velocity. Fractional efficiency of 99.952%~99.971% was possible to maintain for the particle size of 2.5 microns. Total collection efficiency at the filtration velocity of 0.2 m/min was 99.42%. During this study we could confirm high collection efficiency and long cleaning intervals for the test with filtration velocity of 0.2 m/min indicating an optimal value for the given dimensions of the test unit and test operating conditions.

Ferrite/varistor의 동시소성 거동에 대한 분체특성의 영향 (The effect of powder characteristics on the behavior of Co-firing of ferrite and varistor)

  • 한익현;이용현;명성재;전명표;조정호;김병익;최덕균
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.63-68
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    • 2007
  • EMI filter와 같은 적층형 세라믹 제조 시 공정 상 많은 문제점이 야기된다. 특히 표면과 계면에서의 crack, camber, delamination 같은 결함이 없는 적층체를 얻기 위해 서로 다른 두 재료의 동시 소성에 의한 수축율 조절이 필수적이다. 본 연구에서는 ferrite의 분체 특성을 통해 varistor/ferrite의 동시소성 거동을 연구하였다. ferrite 분말을 각각 24시간, 48시간, 72시간 분쇄하여 varistor와 ferrite 각각의 슬러리를 제조하고 doctor blade법으로 green sheet를 제조하였다. 슬러리는 분말 55wt(%)에 binder solution 45wt(%)로 혼합하여 제조하였다. Varistor와 ferrite green sheet는 $80 kg/cm^2$로 적층하여 $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$에서 3시간 소결 하였다. 그 결과 분쇄시간과 소결온도 조절로 결함이 없는 동시 소성된 ferrite/varistor 적층체를 제조 할 수 있었다.

입도분포가 넓은 분철광석의 탄화특성 (Characteristics of Carbidization for Iron Ore Fines with a Wide Size Range)

  • 황호순;정우창;정원섭;정원배
    • 자원리싸이클링
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    • 제12권5호
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    • pp.42-49
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    • 2003
  • 넓은 입도분포를 가지는 헤마타이트 철광석을 사용하여 $H_2$$H_2$-CO 혼합가스 분위기에서 환원 및 탄회특성에 대하여 고찰하였다. 환원에 의한 활성화에너지 값은 약 20kJ/mol 였다. 환원 및 탄화단계에서 무게변화는 환원단계에서는 약 28% 감소하였고, 탄화단계에서는 약 5%증가하였다. 이는 이론 계산식에 의한 값과 거의 일치하였다. 온도, 입도 및 가스비($_H2$/CO=1~5 범위)에 따른 탄화속도는 온도가 낮을수록 입자가 작을수록 그리고 가스비가 작을수록 탄화속도가 증가하였다. 또한 $H_2$의 가스비($H_2$/CO=1)가 낮을 때는 유리카본(C, free carbon)이 발생하였다. 수소가스를 혼합하였을 경우가 탄화속도는 증가하였으나, 수소분율에 비례하여 증가하지는 않았다. 혼합가스 중 수소분율($X_{H2}$ )이 0.5일 때 ($H_2$/CO=1) 탄화속도가 최대였다. 이때 수소가 탄화철 생성과정에 있어서 촉매역할을 한 것으로 추정된다.

HP-GPC를 이용한 폴리머개질 아스팔트의 노화특성 분석 (Evaluation of Aging Characteristics of Selected PMA using HP-GPC)

  • 김광우;도영수;써지엔아미리카니안
    • 한국도로학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.15-24
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    • 2004
  • 산화는 아스팔트에서 대형분자(LMS : Large Molecular Size) 양의 증가를 야기하고 바인더의 경화에 주요 원인이 되므로 바인더 산화를 저감시키면 도로 및 공항 포장의 공용수명 연장을 기대할 수 있다. 바인더 산화는 혼합물을 도로에 깔기 전에 가열된 골재와 혼합하는 동안과 아스팔트 포장이 시공된 후 공용기간 동안에 일어난다. 본 연구에서는 바인더를 단기 및 장기노화 처리 후 LMS의 양적 증가를 HP-GPC (High-Pressure Gel-Permeation Chromatography)의 자료에 근거하여 해석하였다 개질 아스팔트는 LMS의 증가율이 아스팔트의 종류에 따라 다를 지라도 단기노화 후 LMS의 20-30%증가. 장기노화 후 2배 이상의 증가를 나타냈다. 본 연구에서 개질 아스팔트의 노화특성을 관찰하기 위하여 사용된 개질제는 선행 연구에서 큰 역학적 특성 향상을 보인 LDPE(Low-Density Polyethylene)와 SBS(Styrene-Butadiene-Styrene block copolymers) 를 사용하였다. LDPE로 개질한 바인더는 단 장기노화 후 LMS의 증가 비율이 상당히 낮았다. 이와 같이 낮은 LMS의 증가는 LDPE 개질 아스팔트가 노화 처리되는 동안에 일반 아스팔트보다 덜 노화가 진행된다는 것을 의미한다 이는 아스팔트 시멘트 내에 분산된 LDPE 입자가 산화 노화작용을 방해하기 때문인 것으로 보인다.

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능동포집과 확산포집법에 의한 일부합판제조업의 공정별 포름알데하이드 농도 비교 (Comparison of Active and Passive Sampling Methods for Formaldehyde Concentrations Among Workplaces in Some Plywood Industries)

  • 장미;김현욱
    • 한국산업보건학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.17-27
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    • 1996
  • This study was designed to survey exposure levels of formaldehyde among workplaces in some plywood industries and to compare three sampling methods including the impinger method(IM, NIOSH method No. 3500), the solid sorbent tube method(SS, NIOSH method No. 2541), and the passive bubbler monitor method(PB, SKC). The survey was conducted in seven particle board manufacturing factories, two resin manufacturing factories and two plywood manufacturing factories in Incheon area during the period from March 6 to April 20, 1995. The workplaces included were the hot/cold press, the roller/spreader, the soaking/drying, and the reaction/mixing areas. The results were as follows; 1. The average(GM, GSD) concentrations of formaldehyde by sampling methods were 0.11(4.43) ppm by IM, 0.27(2.03) ppm by SS, and 0.29(2.04) ppm by PB, respectively. The concentrations by 1M method were statistically very significantly lower than those of SS and PB methods, particularly at low air borne concentrations of formaldehyde (p<0.001). 2. The area average concentrations of formaldehyde by workplaces measured with PB bubblers were 0.23(2.08) ppm from the press, 0.23(1.77) ppm from the spreader, 0.24(1.51) ppm from the soaking, and 0.46(1.96) ppm from the reaction areas, respectively. The personal average concentrations of formaldehyde by workplaces measured with PB bubblers were 0.30(1.77) ppm from the press, 0.33(1.54) ppm from the spreader, 0.36(1.46) ppm from the soaking, and 0.84(1.19) ppm from the reaction areas, respectively. 3. No statistically significant differences of formaldehyde concentrations among workplaces except the reaction area(p<0.001) were found. 4. Formaldehyde concentrations from personal samples were higher than those of from area sam pies in all workplaces studied. But no statistically significant differences of formaldehyde concentrations both area and personal samples were found. In conclusion, this study found that although formaldehyde concentrations in some plywood industries in Incheon area were below the regulatory limit of 1 ppm, they were over the limits recommended by NIOSH and ACGIH. This study also suggests that the impinger method may underestimate true formaldehyde concentrations. It implies that there will be more workplaces not meeting current regulatory limit if either the solid sorbent or passive bubbler methods were used instead of the impinger method. It is suggested that passive monitors will be a reasonable alternative for area and personal sampling of formaldehyde if the accuracy and validity of passive monitors be verified before use.

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철산화물 안료 원료와 번조조건에 따른 철화분청사기의 유약 발색 연구 (Study on Color Formation of Cheolhwa Buncheong Stoneware Glaze by Pigment Raw Materials of Iron Oxides and Firing Conditions)

  • 김지혜;한민수;정영유;최성재
    • 보존과학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.573-587
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    • 2019
  • 본 연구는 전통적인 철화분청사기 안료를 재현하기 위하여 국내산 자철석과 점토, 비가소성 원료를 혼합하여 재현시편을 제작하고, 발색이 양호한 30개의 시편들을 과학적으로 분석함으로써 유약의 발색특성을 알아보고자 하였다. 안료의 주원료인 자철석은 1,200℃의 환원 환경에서 짙은 흑색으로 발색하는 안료이나, 부가적으로 첨가되는 석회 성분과 반응하여 1,230℃ 산화 환경에서는 녹황색 계열로 변색된다. 적철석은 소성 온도 및 환경에 크게 영향을 받지 않으나 Fe를 10 wt% 이상 함유한 점토와 혼합하였을 때는 짙은 흑색으로 발색한다. 안료의 유동성은 R2O3/RO2 값에 의해 결정되며, 이는 발색에도 영향을 미친다. 미세조직 관찰에서 안료의 입자크기와 소성 환경에 따라 유약층의 발색과 철산화물 결정들이 일부 다른 양상을 보인다. 자철석을 원료로 한 안료는 1,200℃ 산화 환경에서는 유약층과 분장토의 경계면에 철산화물이 응집체 형태로 존재하며, 흑갈색으로 발색하지만, 환원 환경 소성에서는 철산화물의 응집체가 존재하지 않고 유약층에 균질하게 분포하며, 짙은 흑색으로 발색한다. 반면, 적철석을 기반으로한 안료는 산화 환경에서 유약층내 수지상 조직을 형성하며, 흑색으로 발색한다.