• Journal of Energy Engineering
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• v.6 no.2
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• pp.203-211
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• 1997

This study is on the separation of Global warming effect gas, CO$_2$by chemical absorption from mixture of CO$_2$-N$_2$which was modeled after flue gas of fire power plant. Investigation of optimum condition for absorbent was carried out by using sparged vessel apparatus. Through packed tower experiments, applicabilities of two absorption models were tested by comparing experimental results with theoretical values. Absorbent used in the experiments was Monoethanolamine (MEA) and gas mixture was made in the mole composition of 15% CO$_2$and 85% N$_2$. Through estimations of CO$_2$loading and CO$_2$removal efficiency, optimum concentration of absorbent was found in the range of 4-5 M. To find a rate of absorption, an enhancement factor was introduced. Values of rate of absorption were calculated by Film model and Higbie model, respectively. Higbie model showed good agreement with experimental results. Therefore, this models is considered to be applicable to the CO$_2$separation process for flue gas from fire power plant.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.10a
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• pp.36-37
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• 1994

Sirkar등[1]이 많이 연구한 hollow-fiber contained liquid membrane방식보다 막내부에서의 물질전달 저항을 크게 낮출 수 있는 이른바 flowing liquid membrane방법을 Teramoto등[2]은 제안하였다. 좀더 발전된 membrane absorber방식으로서 평판형(flat-sheet type)막으로 흡수(absorption) 및 탈착(desorption)모듈을 구성하고, monoethanolamine 흡수제(absorbent)로 $Co_2/CH_4$ 분리에 적용하여 선택도를 크게 향상시킨 기존의 실험결과도 볼 수 있다. 막에서의 기-후 접촉과 반응이 수반된 물질전달에 의한 기체흡수 현상에 관해 많은 이론해석과 실험결과가 연구된 바 있다. 본 연구에서는 이산화탄소와 같은 산성기체(acid gas)의 분리에 주로 적용될 새로운 방식의 순환식 중공사막 흡수기 (circulatory hollow-fiber membrane absorber: HFMA)를 제안하고 이의 실제적용에 대한 기초로서 모델해석에 의한 분리성능을 예측하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 1990.02a
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• pp.199-203
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• 1990

원자와 강력한 빛이 상호작용을 하면 섭동이론으로 취급되지 않는 형광선들이 나타나게 된다. Nd:YAG 레이저로 펌핑된 색소레이저를 열 파이프 오븐에 발생시킨 Na 원자 기체의 D1 및 D2 흡수선에 입사시켜 Na 원자를 공명여기 시켰다. 그결과 빛 싸인 원자 모델에서 예측한 7개의 형광선을 얻었고 이들 형광선에 대한 입사광의 세기 및 detuning에 의한 효과에 대해 논의 검토하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.26 no.12
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• pp.1729-1737
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• 2002

A mathematical model for the prediction of carbon-dioxide absorption rate during the transient state of rotary type absorber is developed. The rotary type absorber operates using a fast rotating porous structure and clean water. The model for the transient state rotary type absorbers is based on the steady state model of packed tower absorber. The paper manipulates the operating data of an arbitrary quasi-steady state condition of rotary type absorber for the determination of the coefficients involved in the model developed. The prediction accuracy is evaluated from the measured data of rotary type absorber operated under fast transient state. The measured data include the mole fraction of carbon dioxide in mixed gas and the pressure of absorber. The relative error in carbon dioxide prediction is estimated to be 20% at maximum. The model is successfully applied for the prediction of the behavior of a closed cycle diesel engine.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.10 no.5
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• pp.618-624
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• 1986

Some studies on direct-contact condensation in cocurrent stratified flow of steam and subcooled water were reviewed. Several approaches have been performed to develop the condensation heat transfer coefficient relationshipo. The local Nusselt number is correlated in terms of the local water Reynolds and Prandtl numbers as well as the steam Froude number. In addition, a turbulence-centered model, developed principally for gas absorption in several geometries, is modified by using calculated interfacial paramters for the turbulent velocity and length scales. These approaches result in a fairly good agreement with the data, whereas, the turbulence-centered model is here rexcommened since it is based on the turbulent properties which may be closely related to the condensation phenemena.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.10a
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• pp.61-64
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• 1997

1. 서론 : 적절한 이산화탄소의 분리는 지구온난화의 가속현상을 늦출 수 있을 뿐만 아니라 각종 탄화수소가스의 원료로 분리 정제된 이산화탄소를 재이용할 수 있으므로 경제적으로 매우 중요하다. 이산화탄소 분리에 사용되던 기존 공정들의 단점을 보완할 수 있는 대체방안으로 최근에 개발되기 시작한 것이 소수성의 다공성 고분자 분리막(hydrophobic porous ploymeric membrane) 방법인데, 이는 모듈의 유효 막 표면적이 상대적으로 크고 기체와 액체의 흐름을 독립적으로 제어할 수 있으므로 범람 등의 현상이 없으나 막 자체의 저항이 비교적 큰 단점을 가지고 있다. Qi와 Cussler는 이러한 특성을 가지는 중공사막 모듈에서의 기-액 흐름에 대한 물질전달 상관관계식을 얻었으며[1], Karoor 등은 여러 가지 중공사막 모듈을 사용하여 순수물과 diethanolamine(DEA) 등의 흡수제에 대한 이산화탄소의 물질전달 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다[3]. 또한 중공사막 접촉기의 실제적 응용에 대하여 Matsumoto 등은 화력발전소에서 발생하는 연소가스 내의 이산화탄소 흠수에 대한 연구를 수행하였다[4]. 본 연구에서는 중공사막 접촉장치를 사용하여 흡수제를 순수물과 탄산칼륨($K_2CO_3$)을 사용했을 경우의 이산화탄소의 분리 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다. 수치모델의 경우 이전까지의 연구가 반응이 없는 경우나 반응식을 간략화시킨 경우에 한정되었는데 비하여, 반으이 있는 경우 각각의 반응물질들의 거동을 고려한 반응식을 유도하여 해를 구하고자 하녔다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.3
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• pp.551-560
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• 1988

Gas-particle two phase flow and heat transfer in a cavity receiving thermal radiation through selectively transparent walls have been analyzed by a finite difference method. Particles injected from the upper hole of the cavity are accelerated downward by gravity and exit through the lower hole while they absorb, emit and scatter the incident thermal radiation. Gas phase is heated through convection heat transfer from particles, and consequently buoyancy induced flow field is formed. Two-equation model with two-way coupling is adopted and interaction terms are treated as sources by PSI-Cell method. For the particulate phase, Lagrangian method is employed to describe velocities and temperatures of particles. As thermal radiation is incident upon horizontally, radiative heat transfer in the vertical direction is assumed negligible and two-flux model is used for the solution of radiative heat flus. Gas phase velocity and temperature distributions, and particle trajectories, velocities and temperatures are presented. The effects of particle inlet condition, particle size, injection velocity and particle mass rate are mainly investigated.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.73-73
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• 2019

지구 표면의 약 2%에 해당하는 담수에서 육상계 전체가 흡수하는 탄소의 50%가 배출되며, 이는 토양표면에서 배출되는 탄소량에 비해 더 큰 수치로 전 지구적 탄소순환 해석에 중요한 역할을 한다. 특히, 내륙수역과 대기의 경계면에서 $CO_2$ 이동은 전 지구적 탄소순환의 중요한 구성요소로 평가되고 있다. 호수와 저수지 같은 담수 저류시설은 육상에서 기인한 탄소의 운송 및 처리 역할을 한다. 하지만, 저수지에서 온실가스배출량을 평가할 수 있는 명확한 방법론이 부족하며, 전지구 규모 GHGs배출량에 대한 추정에 대한 불확실성이 상당히 큰 상황이다. 본 연구에서는 몬순기후대에 위치한 인공저수지를 대상으로 보다 신뢰도있는 온실가스 배출량 추정을 위해 $CO_2$ NAF 산정하고, 산정에 영향을 미치는 인자들을 분석 하였다. 분석을 위해 $CO_2$ NAF 산정에 필요한 수리 및 수질 인자들을 2017년부터 2018년까지 수집하고, 기초통계량 및 상관분석을 실시하였다. 또한, 주성분분석(PCA) 및 다중선형회귀모델(MLR)과 랜덤포레스트(RF) 기법을 사용해 변수 중요도를 평가하였으며, $CO_2$ NAF 산정 주요인자인 기체교환 계수를 경험적 모델 3종(Cole and Caraco, Crusius, Vachon), 표면갱신형 모델 4종(Heiskanen, Maclntyre, Read, Soloviev)을 비교, 검토하였다. 조사기간 동안 기체교환계수 산정 결과 Crusius 모델 예측값이 평균 $0.342(0.047{\sim}4.323)cm\;hr^{-1}$으로 검토한 모델중 가장 낮은 평균값을 보였으며, Heiskane 모델이 $2.135(0.337{\sim}5.152)cm\;hr^{-1}$으로 가장 큰 평균값을 보였다. 대상 수체는 연주기로 완전혼합되며 수온성층이 약화되는 시기에 저수지 표층 아래에 축적된 탄소가 표층으로 전달되어 높은 수준의 p$CO_2$를 보이며, 수표면에 큰 난류 강도가 작용하는 기간에 대기중으로 배출(pulse emission) 기작이 나타난다. NAF 산정결과 경험적 모델의 NAF값($-1246.0{\sim}6510.3mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)은 표면갱신형 모델 NAF값($-1436.1{\sim}8485.7mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)보다 낮은 수준을 보였으며, 풍속의 함수만을 이용하는 경험적 모델보다 부력 플럭스와 난류 혼합의 영향을 고려하는 Macintyre, Heiskanen모델이 성층 저수지의 $CO_2$ NAF 산정에 적합한 것으로 나타났다. $CO_2$ NAF 산정의 주요인자로 MLR모델은 Tw, EC, pH, Chla, TOC, Alk, RF모델은 EC, DO, TOC가 중요 변수로 평가되었다. PCA 분석결과, 수온이 낮고 성층이 약화되며 pH가 낮은 상태에서 NAF가 큰 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.149-149
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• 2011

아르곤 기체의 방사세기 또는 그 세기 비는 플라즈마 공정 진단에서 일반적으로 사용된다. 본 실험에서는 100 mTorr 압력 조건하의 유도결합 플라즈마(13.56 MHz)에서 E-H 모드 전이 영역, rf 바이어스(12.5 MHz) 전력 인가 및 N2 혼합 시 단순화한 충돌-방사 모델에 기초한 광방사 세기비 방법을 적용하여 플라즈마 변수를 진단하였다. 개발 프로그램 기반의 분광기를 사용하여 아르곤 기체의 특정 파장(750.4, 751.5 그리고 811.5 nm)들을 관측하였고, 동일한 조건하에서 정전 탐침법으을 이용하여 전자 에너지 분포함수의 변화도 측정 하였다. 맥스웰 전자 에너지 분포를 가정하는 일반적인 경우와 비교하여 볼 때 실제적인 전자 에너지 분포함수의 측정은 전자의 가열 메커니즘에 대한 상세한 정보를 제공함과 동시에 플라즈마 재흡수에 대한 보정을 가능하게 해준다. 광방사 세기비법에 의해 측정된 결과에 의하면, 750.4 nm/751.5 nm는 높은 에너지(>13.08 eV)의 전자들의 유효 전자온도에 대한 정보를 나타내는 반면 811.5 nm/750.4 nm는 아르곤 준안정 준위 밀도(1s5)에 대한 정보를 제공하게 된다. 수행된 실험 조건하에서, 측정된 준안정 준위 밀도는 E-H 모드 전이 영역에서 최대값을 나타내었고 바이어스 전압 및 N2 기체 혼합 비율이 증가함에 따라 감소하는 결과를 얻었다. 유효 전자온도의 경우 광방사 세기비법과 정전 탐침법 모두 같은 결과를 보여 주었는데, E-H 모드 전이 영역에서는 전자온도는 거의 일정하였고 바이어스 전압 및 N2 기체 혼합 비율이 증가함에 따라 전자온도는 증가하였다. 이러한 실험 결과는 방전 모드 전이, 바이어스 인가 그리고 혼합 기체 사용하는 공정 플라즈마를 이해하는데 있어 이들 변수의 진단이 중요한 요소임을 보여준다.

• Membrane Journal
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• v.5 no.1
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• pp.35-43
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• 1995

For several years lots of attempts have been made to establish the liquid membrane-based techniques for separations of gas mixtures especially containing carbon dioxide. A more effective system to separate $CO_{2}$ from flue gases, a circulatory hollow-fiber membrane absorber(HFMA) consisting of absorption and desorption modules with vacuum mode, has been considered in this study. Gas-liquid mass transfer has been modeled on a membrane module with non-wetted hollow-fibers in the laminar flow regime. The influence of an absorbent flow rate on the separation performance of the circulatory HFMA can be predicted quantitatively by obtaining the $CO_{2}$ concentration profile in a tube side. The system of $CO_{2}/N_{2}$ binary gas mixture has been studied using pure water as an(inert) absorbent. As the absorbent flow rate is increased, the permeation flux(i.e., defined as permeation rate/membrane contact area) also increases. The enhanced selectivity compared to the previous results, on the other hand, shows the decreasing behavior. It has been found obviously that the permeation flux depends on the variations of pressure in gas phase of desorption module. From an accurate comparison with the results of conventional flat sheet membrane module, the advantageous permeability of this circulatory HFMA can be clearly ascertained as expected. Our efforts to the theoretical model will provide the basic analysis on the circulatory HFMA technique for a better design and process.