가스 발생기 산화제 개폐 밸브에 사용되는 벨로우즈의 구조 해석 및 시험이 수행되었다. 해석은 상온 및 극저온에서 EJMA (Expansion Joint Manufacturing Association) 표준 및 상용 유한 요소 해석프로그램인 Abaqus v6.9를 이용하여 수행되었다. 스프링 강성, 응력 및 피로 수명 해석 결과들이 비교되었고 유한 요소 해석 결과에서 접촉 및 재질의 소성에 의한 영향을 살펴보았다.
농산물에 잔류되어 있는 16종의 유기염소제 농약들을 기체-액체 크로마토그래피(GLC)로 동시에 정량하기 위하여 필요한 전처리 과정인 용매추출과 불순물 제거(Cleanup) 처리에 대하여 조사 검토 하였다. 농산물로 부터 농약들을 $H_3PO_4$와 물을 가한 강산성(pH 1.5이하)의 actone용액으로 녹여낸 다음, petroleum ether를 분배 용매로 사용하여 농약을 추출시켰다. 추출물에서 용매를 증발시켜 날려보내고 ethylether-petroleum ether (6 : 94) 용리액으로 녹여서 650$^{\circ}$C에서 활성화 시킨 Florisil관을 통과시켜 불순물을 제거 하였다. Petroleum ether에 의한 추출효과는 94%이상으로 AOAC법 보다는 우수 하였고, Florisil관 크로마토그래피법에 의해 불순물이 제거되었다.
연소불안정에서 흔히 수반되는 충격파와 한계사이클 같은 비선형적 거동을 수치해석을 통해 고찰하였다. 공진관에 가해진 초기 압력교란이 충격파로 천이되는 과정을 해석함으로서 비선형 음향특성에 대한 이해를 돕는 동시에 수치해석기법의 정확성을 검증하였다. ${\eta}-{\tau}$ 연소응답모델을 이용한 SSME의 해석결과는 선형불안정 영역에서 한계사이클의 특성은 연소파라미터와 작동조건에 의존할 뿐 초기 교란의 특성과는 무관함을 밝혔다. 또한 1.5 MW급 가스발생기의 개발 과정에서 겪은 연소불안정 문제에 적용하여 예측된 안정성 경향을 연소시험 결과와 비교함으로서, 향후 수치해석을 통한 연소불안정 예측기법에 대해 가능성을 확인하는 동시에 향후 연구방향을 모색하였다.
목재(木材)의 액체침투성(液體浸透性)을 연구(硏究)하기 위하여 국내(國內)에 있는 침엽수재(針葉樹材)와 활엽수재(闊葉樹材)의 주요수종(主要樹種)을 대상으로 축방향(軸方向), 방사방향(放射方向), 접선방향(接線方向)의 침투(浸透)를 각각 조사(調査)하였다. 또한 방사(放射) 및 접선방향(接線方向)의 주요(主要) 침투경로(浸透經路)를 광학현미경(光學顯微鏡)으로 관찰(觀察)하였다. 실험결과(實驗結果)는 다음과 같다. 1. 종침투(縱浸透)는 침(針) 활엽수재(闊葉樹材)모두 1% $NH_4OH$ 처리(處理)시 침투성(浸透性)이 가장 컸으며 수종(樹種)에 따른 침투성(浸透性)의 차이(差異)는 침엽수재(針葉樹材)인 잣나무가 활엽수재(闊葉樹材)인 물푸레나무와 현사시나무 보다는 더 컸으며 관엽수재내(關葉樹材內)에서는 물푸레나무가 현사시나무보다 침투성(浸透性)이 더 큰 것으로 나타났다. 2. 횡침투(橫浸透)는 침엽수재(針葉樹材)에 있어서 침투면별(浸透面別) 침투량(浸透量)은 접선단면(接線斷面)이 방사단면(放射斷面)보다 훨씬 컸으며, 활엽수재(闊葉樹材)의 경우는 환공재(環孔材)에서는 접선단면(接線斷面)이 방사단면(放射斷面)보다 침투량(浸透量)이 컸으나, 산공재(散孔材)에서는 수종간(樹種間)의 변이(變異)가 컸다. 활엽수재(闊葉樹材)의 환공재(環孔材) 모두 방사조직(放射組織)이 횡침투(橫浸透)에 미치는 영향(影響)은 침엽수재(針葉樹材)만큼 크지 않았다. 침투(浸透)깊이도 침엽수재(針葉樹材)가 활엽수재(闊葉樹材)보다 컸으며, 활엽수재(闊葉樹材)는 수종간(樹種間)의 차이(差異)가 심했다. 3. 침투경로(浸透經路)를 보면 침엽수재(針葉樹材)는 방사유세포(放射柔細胞), 만재부(晩材部)의 소가도관(小假導管)이 주도적(主導的)인 역할을 하였으며, 활엽수재(闊葉葉材)도 역시 방사조직(放射組織)을 통해서 침투(浸透)가 이루어지지만 수종간(樹種間)에 방사조직(放射組織)의 침투양식(浸透樣式)과 침투속도(浸透速度)가 달랐다.
역상 액체 크로마토그래피에 의한 몇 가지 금속-N-Alkylisonitrosoacetylacetone imine 킬레이트의 용리거동을 Novapak $C_{18}$ 분리관을 사용하여 조사하였다. 용리액은 Acetonitrile/Water로 하였으며, 각 금속의 킬레이트의 최적 용리액 조성은 각각 70:30(Pd의 경우), 60:40(Ni의 경우) 및 50:50(Co의 경우)이었으며, 리간드의 alkyl기 종류에 따른 금속 킬레이트의 용리순서는 methyl>ethyl>propyl>butyl 유도체 순이었다. 모든 금속 킬레이트의 log k'값은 $0{\leq}log\;k^{\prime}{\leq}1$의 범위였고, log k'값과 용리액 중 물의 부피분율을 도시한 결과 직선관계가 성립되었다. 또한 뱃치법으로 측정한 분포비(Dc)값의 크기는 금속 킬레이트의 용리순서와 비교적 잘 일치할 뿐만 아니라 Dc값과 k'의 직선관계를 나타냄으로써, 금속 킬레이트의 용리 메카니즘은 주로 소용매성 효과, 즉 소수성 효과에 기인함을 확인하였다.
본 연구는 고체 흡착관과 TD-GC/MS를 이용하여 7종의 휘발성 유기화합물에 대한 열탈착 분석조건을 최적화하였고, 기체상 및 액상 표준물질 첨가한 고체 흡착관을 사용하여 얻어진 검정곡선으로부터 휘발성 유기화합물을 비교 정량하였다. 대응표본 t-검정 결과, 스타일렌을 제외하고 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, o-, m- 및 p-자일렌을 포함한 6종의 휘발성 유기화합물에 대해서는 액상 표준물질에 의한 표준 흡착관법이 기체상에 의해 제작된 표준 흡착관법이 유의수준 (${\alpha}=0.01$)에서 일치한 반면, 스타일렌에 대해서는 기체상 및 액체상으로 작성된 검정곡선에서 감응인자가 15.6% 차이가 발생하였는데 이것은 두방법 간에 유의한 차이가 있다는 것을 의미하였다. 따라서 BTEX를 포함한 스타일렌을 정량하는데 오차를 감소시키기 위해 액상 표준물질을 이용한 고체상 흡착관법을 사용하였다. 바로 그 점이 이 논문의 핵심내용임. 즉, 고가의 표준가스 대신에 저가의 액상 표준물질을 사용하여 정량하더라도 스타일렌 이외에 거의 동일한 값을 나타내기 때문임. 액체상 표준물법 조건에서 7종의 VOCs의 회수율은 $100{\pm}5%$, 재현성은 0.3~7.7%, 검출한계는 o-자일렌의 $0.01{\mu}g/m^3$에서부터 톨루엔의 $0.27{\mu}g/m^3$까지 범위를 나타내었다. 이러한 최적화된 분석방법을 신축 기숙사, 원룸 아파트 및 신차의 실내공기 중 휘발성 유기화합물을 정량하는데 적용하였다.
생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에 있어서 산소전달(酸素傳達) 시스템을 개발하기 위하여 수심(水深) 32 m 인 U자형 심층폭기장치(深層曝氣裝置)에 대한 관내(管內)의 유체(流體)흐름 특성 및 산소전달(酸素傳達) 특성과 생물학적(生物學的) 유동층내(流動層內)에서의 생물막(生物膜) 특성 및 산소이용(酸素利用) 관계를 연구한 결과, 심층폭기장치(深層曝氣裝置) 관내(管內)의 액체순환을 위한 추진력은 하향관(下向管) 공기주입 위치와 하향공기량(下向空氣量)의 영향을 받으며 액체의 흐름은 플러그류(流) 특성임을 확인하였다. 또한, 관내(管內) 순환유속을 0.52 m/s로 유지시킬 때 $K_La$ 값은 상향관(上向管) 25~30 m 구간에서 최대치를 나타내었고, 심층폭기장치(深層曝氣裝置)로부터 생물학적(生物學的) 유동층(流動層)에 이용될 용존산소 공급효율은 56~81%로 계산되었다. 심층폭기장치(深層曝氣裝置)를 이용한 생물학적(生物學的) 유기폐수(有機廢水) 처리에 있어서 용존산소 농도가 9.2 mg/l 이상인 경우, 생물막(生物膜) 내부의 물질확산 및 대사의 제한인자는 유기물(有機物)이었으므로 처리효율의 저하됨이 없이 유기물(有機物) 부하량(負荷量)을 효과적으로 증대시킬 수 있다.
역상 액체 크로마토그래피에 의하여 $Pd(IEAA-NR)_2$ (R=H, $CH_3$, $C_2H_5$, $n-C_3H_7$, $C_6H_5-CH_2$, $n-C_4H_9$) 킬레이트의 용리 거동을 Micropak MCH-5 분리관을 사용하여 연구하고, 아울러 동시 분리분석에 미치는 흐름속도, 이동상의 세기, 분리관의 온도 등 여러 가지 인자들의 영향을 조사 검토하였다. 용리액으로 methanol/water의 이성분 용매를 사용하였으며, 모든 금속 킬레이트의 용매 세기 인자는 $0{\leq}log\;k^{\prime}{\leq}1$의 범위임을 확인하였고, 각 금속 킬레이트의 log k'과 이성분용매 중의 물의 부피분율을 도시한 결과 직선 관계가 성립하였다. 또한 뱃치법으로 측정한 분포비 ($D_c$)값과 k'값을 도시하여 본 결과 직선관계가 성립됨으로써 금속 킬레이트의 용리 메카니즘이 주로 소용매성 효과, 즉 소수성효과에 기인함을 확인하였다. 또한 금속 킬레이트의 머무름에 미치는 용량 인자와 온도와의 관계를 알아본 결과 좋은 직선성을 나타내고 있으며, 직선의 기울기로부터 엔탈피 (${\Delta}H$)와 엔트로피 (${\Delta}S$)를 구하고, 엔탈피와 용량 인자와의 관계로부터 금속 킬레이트의 머무름이 반드시 엔탈피와 관련되어 있다고 할 수 없으며 구조적 성질과도 관계가 있는 것으로 여겨진다.
[ ${\ulcorner}$ ]1978년 의정서 및 1997년 의정서에 의하여 개정된 선박으로부터의 오염방지를 위한 1973년 국제협약${\lrcorner}$의 부속서 VI ${\ulcorner}$선박으로부터의 대기오염방지를 위한 규칙${\lrcorner}$이 발효 (2005.5.19) 함에 따라 동 내용의 수용을 위한 개정 (2005.12.29, 공포, 2006. 6.29. 시행)이 되었음에도 유중기배출제어장치의 설치가 되어있지 않았거나 설치되어 있어도 사용하지 않는 유류 터미널이 대부분이다. 본 연구의 목적은 다양하고 체계화되지 않은 VOCs 의 시료채취 및 분석방법을 고찰하고 산적 액체 위험물작업중에 배출되는 VOCs의 현 실태를 파악하여 VOCs 에 대한 보다 체계화된 접근을 시도해보고자 하였다. VOCs 에 대한 시료채취방법 중 Tedlar bag 은 화학반응 및 흡착현상에 의한 농도감소현상이, 용매추출을 이용한 방법은 추출시의 실험오차요인이, 흡착관은 흡착시 파과에 의한 오차요인이 분석의 신뢰도를 떨어뜨리는 원인으로 작용하고 있으며 Canister를 이용한 방법은 상기 방법의 단점을 보완한 가장 안정한 방법으로 파악된다. 선박에서 산적 액체 화물 작업중 배출된 유해성대기오염물질의 분석자료와 오염물질에 관한 VOCs 배출 연구분석자료는 충분하지 않다. 그러므로, 향후 선박 작업중에 배출되는 VOCs 관리에 대한 지속적인 Monitoring이 필요하다고 사료되며 선원들의 건강상 안전을 위해서라도 이 분야에 대한 연구가 활발히 진행되었으면 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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