이 연구는 화재시 수직화염을 적절하게 제어할 수 있는 차양식 방화루버의 실용화 및 설계기법 개발에 관한 일련의 연구로써 구조물에서 화염 억제 특성을 해석할 수 있는 기법을 제시하고 실험을 통해 해석기법의 검증과 차양식 방화루버의 성능을 검증하기 위한 것이다. 실제 방화루버의 수직화염 억제뿐만 아니라 열전달 특성을 정량적으로 분석하기 위하여 2개의 실대형 실험을 계획하였다. 실험체는 전체 $3m{\times}3m$의 시험체 중 $850mm{\times}1,800mm$의 개구부를 두고 상부에 실험용 방화루버 ($900mm{\times}900mm{\times}175mm$)를 설치하였으며, 건설기술연구원에서 ISO834 화재하중 규모로 1시간 실험을 실시하였다. 실험변수는 방화루버의 두께로 1.5mm, 2.0mm로 설정하였다. 실험결과 차양용 방화루버는 상부의 수열온도가 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 특히 화재하중 가력 초기에서 6분 (로내 온도 $600^{\circ}C$)에서 우수한 차열성능을 나타냈다. ISO 834 화재하중 60분에서 방화루버 상부 500mm, 800mm 위치의 수열온도는 루버 두께에 상관 없이 각각 로내 온도 대비 11, 10%로 나타났다. 이를 통해 화재발생 후 상부층으로 화염 전파 억제 및 온도 전달 제어 측면에서 차양용 방화루버는 유효한 방안 중 하나라는 것을 알 수 있었다.
수열처리법을 이용하여 저품위의 잠비아산 천연 자수정의 색상 개선을 행하였다. 수열처리 조건은 다음과 같다. 즉, 수열용매 6M-HCI, 반응온도 $300^{\circ}C$, 반응시간 30시간, 충진율 40%이었다. 이와 같은 조건에서 고품질 적자색의 자수정이 얻어졌다. ICP/AES 결과로부터 색 향상은 잠비아산 자수정의 내부에 존재하는 Fe 원소의 함량이 영향을 미치는 것을 알았다. 또한 UV-VIS-NIR분석결과 처리전 잠비아산 수정과 비교해 550nm 흡수피크가 작아짐을 볼 수 있었다. 본 연구의 결과는 수열처리가 잠비아산 자수정의 상업적인 가치 증가에 있어서 적합한 방법이었다.
국내의 화력발전소에서 발생하는 석탄회를 사용하여 $2.0M\sim3.5M$ 농도의 NaOH 수용액과 $80^{\circ}C{\sim}120^{\circ}C$에서 24시간 수열 반응시켜 필립사이트 형 제올라이트를 합성하였다. 합성된 제올라이트 분말의 특성을 XRD, SEM, IR 등을 이용하여 조사하였다. 석탄회의 산지에 따른 조성변화, 합성 시의 온도 및 NaOH의 농도 변화 등이 수열 합성된 제올라이트에 미치는 영향은 IR 흡수 스펙트럼에서 잘 나타났다. 석탄회의 $SiO_2$함량이 높고 합성온도와 NaOH 농도가 높을 수록 $TO_4$(T=Si, Al) 사면체가 규칙성이 높은 구조로 합성되었다.
TiO2로 수열코팅하여 표면 개질한 흑연의 미세구조 및 전기적 특성에 관하여 연구하였다. 수열합성에 의해 코팅된 TiO2는 rutile 상이였고, 흑연의 소결정을 증대하였다. 온도에 따라 흑연의 소결성 및 밀도는 증가하였고, 코팅된 TiO2에 의한 흑연의 산화로 저항은 증가하였고 1100℃ 이상에서는 포화되었다.
본 연구에서는 수열합성법으로 성장시킨 정렬된 산화아연 나노로드의 성장온도에 따른 구조적, 광학적 특성이 조사되었다. Zinc nitrate ($Zn(NO_3)_2$)와 hexamethylenetetramine가 전구체로 사용되었으며 40 nm 두께의 산화아연 버퍼막이 증착된 실리콘 (100) 기판이 사용되었다. 산화아연 나노로드는 $55^{\circ}C$에서 $115^{\circ}C$까지의 성장 온도에서 40 nm 산화아연 버퍼레이어 위에 성장되었다. 결과 분석을 위하여 FE-SEM, XRD, PL 방법 등이 사용되었다. 분석 결과, 잘 정렬된 산화아연 나노로드가 모든 샘플에서 관찰되었다. $95^{\circ}C$ 이하의 증착 온도에서 성장된 산화아연 나노로드의 끝부분은 평평하였으며, $115^{\circ}C$의 증착 온도에서 성장된 산화아연 나노로드의 끝부분은 날카로운 바늘모양의 형태를 나타내었다. 또한 $115^{\circ}C$의 증착 온도에서 비평형 성장때문에 엉킨 나노 구조물이 부분적으로 생성되었다. 성장 온도는 산화아연의 구조적, 광학적 특성에 영향을 미칠 수 있다. 구조적 특성의 경우 성장 온도가 $75^{\circ}C$까지 증가함에 따라 XRD (002) 피크 세기가 증가했고, 성장온도가 $115^{\circ}C$까지 계속적으로 증가함에 따라 피크의 크기는 다시 감소하였다. 광학적 특성에서는, 성장 온도가 증가함에 따라 가시광선 영역 피크 세기에 대한 UV 피크 세기 비율이 증가하였고, $95^{\circ}C$의 성장온도에서는 가장 큰 UV 피크의 세기를 얻을 수 있었다.
Storing and transferring heat in soils is governed by the soil thermal properties and these properties are therefore needed in many engineering applications, including horizontal ground heat exchanger for ground-coupled heat pumps. This paper presents the evaluation results of the ground subsurface temperature and apparent thermal diffusivity of soils by using ground temperature data collected at the depths of 0.5 m, 1.0 m, 1.5 m, 3.0 m, and 5.0 m at four sites. The existing correlation assuming that the soil was homogeneous and of constant thermal diffusivity was applied to calculate the subsurface temperature and two analytical equations, amplitude and phase equation, were also used to evaluate the soil apparent thermal diffusivity. Comparison of the estimated and of the measured values of the subsurface temperature has shown that the empirical correlation predicts quite accurately the ground temperature at various depths. Based on the one-dimensional heat conduction equation, the apparent thermal diffusivity can be estimated by the two equations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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