• Applied Chemistry for Engineering
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• v.7 no.3
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• pp.573-579
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• 1996

Effects of operating variables on the conversion of the formation reaction of meta boric acid from ortho boric acid in a laboratory-scale bubble column reactor were investigated to obtain the basic data which are indispensable for the design, scale-up, control, development and operation of industrial bubble column reactors. Reaction time and pressure, particle size of reactant and gas flow rate were chosen as experimental variables. Effects of the experimental variables on the gas holdup in the bubble column reactor were also discussed in relation to the conversion of reaction. From the results of this study, the optimum conditions were drawn as follows : Reaction time ; 35~40(min), reaction pressure ; 92~95(kPa), particle size ; under $0.6{\times}10^{-3}(m)$, gas flow rate ; 0.07~0.08(m/s).

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.579-580
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• 2013

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.27 no.2
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• pp.176-180
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• 1995

Direct contact heat exchange (DCHE) method has been employed to investigate the separation of ethanol from dilute aqueous solutions. Bubbles at high temperature were dispersed into a continuous liquid phase, generating temperature gradient in air-liquid interface, which causes heat and mass transfer accordingly. The experiments were performed in the ranges of jet regime air flow. The air-water stripping coefficient increased $5{\sim}10,\;and\;1{\sim}1.5$ times as temperature and air flow rate increased, respectively. The recovery ratio based on the initial ethanol concentration reached into 80% at the air flow rate of 84.88 m/min. The initial ethanol concentration showed little effect on the stripping coefficient and the recovery ratio.

• Journal of Energy Engineering
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• v.28 no.1
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• pp.10-16
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• 2019

The purposes of this study is to secure subsidence stability and economical efficiency of lightweight foamed concrete. The composition of lightweight foamed concrete was designed for OPC by substituting with constant contents of calcium sulfaluminate and fly ash. It is found that the flow of lightweight foamed concrete decreased with early ettringite formation by CSA. The initial strength increased with the decrease of drying time of lightweight foamed concrete when CSA was substitution to 10%. The settlement deep of foamed concrete improved the settlement stability by replacing CSA, which prevented shortening of the coagulation time and bubble puffing.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.33 no.3
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• pp.91-96
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• 2023

To verify the quality of bubbles during the use of quartz glass crucibles (QC), an appropriate accelerated testing method was proposed. The bubble state of discarded waste crucibles obtained from actual Czochralski (Cz) processes was analyzed, and optimal heat treatment conditions were suggested by varying temperature, pressure, and time using the QC test piece. By subjecting the samples to heat treatment at 1450℃, 0.4 Torr, and 40 hours, it was possible to control the bubble size and density to a similar level as those generated in the actual Cz process. In particular, by selecting a relatively lower pressure of 0.4 Torr compared to the typical range of 10~20 Torr applied in the Cz process, the time required for accelerated bubble formation testing could be reduced. However, it was determined that increasing the heat treatment temperature to 1550℃ led to the phenomenon of Ostwald ripening, resulting in larger bubbles and a rapid decrease in density. Therefore, it was concluded that it was not a suitable condition for the desired b ake test.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.57.1-57.1
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• 2012

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나 강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에 있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 반면에 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이 다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽 등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질 구조에 관한 연구가 활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한 응용이 전개되고 있다. 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스 금속의 제조 원리는 용융금속의 높은 가스용해도와 고체금속의 낮은 가스고용도의 차이를 이용하여 응고할 때 고용되지 않는 가스원자가 기포를 형성시키는 것이다. 수소용해도는 모든 금속에 있어서 온도상승에 따라 증가하지만 융점에 있어서 용해도의 불연속적 증가를 나타내며 응고할 때 고액계면에서 다량의 가스를 방출하고 기공 생성을 야기한다. 특히, 고 액상에 있어서 수소용해도 차가 큰 마그네슘, 니켈, 철, 동 등은 기포를 생성하기 쉽다. 또한 기공의 배열구조를 제어하기 위해 일방향응고법를 이용하여 기공에 방향성을 부여한다. 외관상 기공구조가 연근뿌리를 닮은 것으로 부터 로터스 금속이라는 명칭이 널리 알려져 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 로터스 금속은 기공 방향, 기공크기, 기공률을 자유롭게 제어할 수 있고 우수한 기계적 성질이 기존의 발포금속, 소결금속과 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 이러한 기공구조는 용해온도, 응고속도, 분위기 가스압, 불활성가스와의 혼합체적비 등의 제어를 통해서 조절할 수 있다. 이와 같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용을 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.199-199
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• 2019

친환경적인 산업기술인 초미세기포(Ultra Fine Bubble, 이하 UFB) 제조 기술은 농업, 수처리, 그리고 환경재생 등 다양한 분야에서 적용되고 있다. UFB는 1,000nm 이하의 크기를 가진 기포로서 용존산소를 통한 농작물 성장 촉진 및 수중의 대장균 및 세균제거 등 다양한 성질을 지니고 있다. 본 연구는 기존의 방식과는 다르게 자왜현상을 메카니즘으로 갖는 타격식으로 제조된 UFB 생성장치를 통해 생성된 200nm이하의 크기를 가진 UFB를 실제 딸기 농장에 적용하여 딸기의 성장을 모니터링하고 살균 성능을 가진 화학제품과 UFB를 대장균에 적용하여 대장균 제거효율을 비교하였다. 딸기농장에 기존에 사용되던 지하수 대신 UFB를 주입하여 딸기성장 초기단계의 DO농도를 측정하고 딸기 생식단계에 산소포화도에 대한 질산염의 농도를 측정하여 상관관계를 분석하였으며 각각의 딸기 열매를 수확하여 무게를 비교하였다. 또한 대장균이 함유되어있는 대변을 채취하여 살균 성능을 가진 화학제품과 UFB수를 각각 대장균이 포함된 실험원수와 반응시켜 배양하고 검출된 대장균 개체 수에 확인하여 제거효율을 비교분석 하였다. 딸기성장 초기단계의 DO농도 측정결과 DO농도가 6~9ml/L로 높게 유지되고 있음을 확인하였고 딸기 생식단계에서 산소포화도가 일정하게 유지되고 있음에 따라 질산염의 농도가 점차 감소하는 것을 확인하였다. 또한 수확한 열매의 무게는 각각 37g, 19g으로 UFB수를 통해 재배된 딸기가 약 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 수중의 용존산소가 딸기 성장 초기에 뿌리의 발육에 긍정적인 영향을 미치고 질산염을 원활하게 섭취하게 하여 딸기의 성장이 촉진되었고 열매의 무게가 증가하였다고 판단된다. 또한 대장균이 함유된 원수, 원수+화학제품, 원수+UFB를 접종하여 대장균과 반응시켜 배양하여 대장균 개체 수를 확인한 결과, 원수의 경우 약 600개의 대장균의 개체수가 나타났고, 원수+화학제품의 경우 검출된 대장균의 개체 수는 약 300개 정도로 나타났다. 이를 희석한 비율을 계산하여 대장균 개체 수를 나타내면 원수 약 6000개/ml, 원수+화학제품 약 6000개/ml로 비슷하게 나타난다. 반면, 원수+UFB 경우 검출된 대장균의 개체 수는 1개로 희석한 비율을 계산하여 대장균 개체 수를 나타내면 약 20개/ml로 나타난다. 이와 같은 결과를 통해 UFB는 99.9%의 대장균 제거효율을 보였으며, 화학제품은 대장균 제거효율을 보이지 않았다. 따라서 화학제품은 항균기능은 작용하지만 살균기능은 거의 없다고 판단하였고, UFB의 경우 기포가 소멸하면서 발생되는 초고온, 초고압을 형성하여 주변에 존재하는 대장균을 제거하였거나, 기포가 소멸할 때 발생되는 OH 라디칼을 통해 대장균의 세포를 화학적으로 분해시켜 대장균을 제거하였다고 보인다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.10
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• pp.1089-1095
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• 2011

Numerical simulation is performed for nucleate boiling on a micro-finned surface, which has been widely used to enhance heat transfer, by solving the equations governing the conservation of mass, momentum, and energy in the liquid and vapor phases. The bubble motion is determined by a sharp-interface level-set method, which is modified to include the effect of phase change and to treat the no-slip and contact-angle conditions, as well as the evaporative heat flux from the liquid microlayer on immersed solid surfaces such as micro fins and cavities. The numerical results for bubble formation, growth, and departure on a microstructured surface including fins and cavities show that the bubble behavior during nucleate boiling is significantly influenced by the fin-cavity arrangement and the fin-fin spacing.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.12
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• pp.1292-1297
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• 2005

The use of ozone in water and wastewater treatment systems has been known to be a process that is limited by mass transfer. The most effective way to overcome this limitation is to increase the interfacial area available for mass transfer by decreasing the size of the ozone gas bubbles that are dispersed in solution. Electrostatic spraying(ES) of ozone into water was investigated in this work as a method of increasing the rate of mass transfer of ozone into a solution and thereby increasing the rate of phenol oxidation. Results were obtained for ES at input power levels ranging from 0 to 4 kV and compared with two different pore-size bubble diffusers($10{\sim}15{\mu}m$ and $40{\sim}60{\mu}m$). It was determined that the rate of mass transfer could be increased by as much as 40% when the applied voltage was increased from 0 to 4 kV as a result of the smaller bubbles generated by ES. In addition, ES was shown to be more effective than the medium-pore-size($10{\sim}15{\mu}m$) bubble diffuser and the best results were achieved at low gas flow rates.

• Proceedings of the Korean Society of Laser Processing Conference
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• 2005.06a
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• pp.32-39
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• 2005