• Title/Summary/Keyword: 확산-열 영향

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Adsorption Characteristics and Parameters of Acid Black and Quinoline Yellow by Activated Carbon (활성탄에 의한 Acid Black과 Quinoline Yellow의 흡착특성 및 파라미터)

  • Yi, Kyung Ho;Hwang, Eun Jin;Baek, Woo Seung;Lee, Jong-Jib;Dong, Jong-In
    • Clean Technology
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    • v.26 no.3
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    • pp.186-195
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    • 2020
  • The isothermal adsorption, dynamic, and thermodynamic parameters of Acid black (AB) and Quinoline yellow (QY) adsorption by activated carbon were investigated using the initial concentration, contact time, temperature, and pH of the dyes as adsorption parameters. The adsorption equilibrium data fits the Freundlich isothermal adsorption model, and the calculated Freundlich separation factor values found that activated carbon can effectively remove AB and QY. Comparing the kinetic data showed that the pseudo second order model was within 10% error in the adsorption process. The intraparticle diffusion equation results were divided into two straight lines. Since the slope of the intraparticle diffusion line was smaller than the slope of the boundary layer diffusion line, it was confirmed that intraparticle diffusion was the rate-controlling step. The thermodynamic experiments indicated that the activation energies of AB and QY were 19.87 kJ mol-1 and 14.17 kJ mol-1, which corresponded with the physical adsorption process (5 ~ 40 kJ mol-1). The adsorption reaction was spontaneous because the free energy change in the adsorption of AB and QY by activated carbon was negative from 298 to 318 K. As the temperature increased, the free energy value decreased resulting in higher spontaneity. Adsorption of AB and QY by activated carbon showed the highest adsorption removal rate at pH 3 due to the effect of anions generated by dissociation. The adsorption mechanism was electrostatic attraction.

Effects of Fire Curtain and Forced Smoke Ventilation on Smoke Spread to Auditorium in Stage Fire of Theater (공연장 무대 화재 시 방화막과 강제 배연구가 객석으로의 연기 확산에 미치는 영향)

  • Kim, Jae Han;Kim, Duncan;Lee, Chi Young
    • Fire Science and Engineering
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    • v.31 no.5
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    • pp.28-36
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    • 2017
  • In this work, the effects of fire curtain and forced smoke ventilation on smoke spread to auditorium in the stage fire of theater were investigated using the Fire Dynamics Simulator (FDS). For the stage of 31 m (Width)${\times}$34 m (Depth)${\times}$32 m (Height) in dimension, the fast growth fire condition with 10 MW of heat release rate was applied. The forced smoke ventilation was set based on the National Fire Safety Code (NFSC) and previous research. The gap distances between the fire curtain and proscenium wall was established to be 0 m and 0.5 m. When the fire curtain was attached completely to the proscenium wall without any gap, no smoke spread from the stage to the auditorium occurred, independent of forced smoke ventilation. When the gap distance between the fire curtain and proscenium wall was 0.5 m, the smoke layer in the stage descended to the lower height from the bottom than the case without the fire curtain, which was because the smoke spread to auditorium was impeded by the fire curtain. Under the same fire curtain condition, the case with the forced smoke ventilation led to decreasing the mass flow rate of outflow through the gap between the fire curtain and proscenium wall, as compared to the case without the forced smoke ventilation. Based on this study, it was confirmed that the fire curtain and forced smoke ventilation were the effective tools to hold down the smoke spread to the auditorium in the stage fire of theater.

Structural Study of Thermally-Induced Phase Separation Membranes (열유도 상분리막의 구조 연구)

  • ;;Lloyd, Douglas R.
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1991.04a
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    • pp.1-4
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    • 1991
  • 고분자와 희석제 간의 interaction은 phase diagram의 형태로 결정하고 상분리 mechanism은 phase diagram에 의해 설명된다. Thermodynamic interaction이 TIPS 분리막의 구조에 미치는 영향을 조사하기 위하여 PP/C20alkane, PP/C20acid, PP/TA 3가지 system을 선택하였다. 200$^{\circ}$C에서 25 $^{\circ}$C로의 급냉과 분당 10 $^{\circ}$C의 냉각조건을 적용하였다. 각 phase diagram의 형태와 냉각조건에 따라 상분리 mechanism이 달라져서 서론에서 언급한 바와 같이 각기 특유의 구조를 갖게됨을 확인하였다. 같은 종류의 희석제의 chain length가 분리막의 구조에 미치는 영향을 조사하였다. 희석제의 chain length에 따라 결정화 온도가 달라지며 PP와의 결정화 속도 차이에 의하여 구조가 다양하게 변화되었다. 또한 가 희석제의 확산계수의 차이에 의하여 PP 결정화 시 희석제의 외부 방출 정도가 달라 이에 의한 구조의 차이도 관찰되었다. TIPS 공정에서 용액의 조성이 분리막의 구조에 미치는 영향을 조사하였는데, 조성에 의한 nucleation density의 차이에 따라 PP spherulite의 충돌 (impingment)등이 구조에 영향을 미쳤으며 porosity도 변화하였다. 또한 PP/TA system에서는 조성에 따라 상분리 mechanism이 달라져 현격한 구조의 차이를 보였다. 또한 냉각 속도에 따라 PP spherulitic structure가 변화함을 확인하였고, PP 결정화에 따른 희석제의 방출에 의하여 interspherulitic과 intraspherulitic pore를 갖는 2중 구조를 갖게 됨을 알 수 있다.

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The Transient Temperature Distribution in A Fluid-to-Solid System (유체-고체열교환기내에서의 비정상온도분포)

  • Kim, Hyo Kyung;Lee, Taik Sik;Kim, Suk Hyun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.1 no.3
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    • pp.156-163
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    • 1977
  • 길이방향의 열전도효과가 비교적 큰유체- 고체 열교환계내에 일정한 조ㅍ은 온도를 가진 유체가 유입될 때 이에 따른 비정상 온도분포가 해석되었다. 이러한 계를 기술하는 연립편미분 방정식의 수치해가 유한차분법에 의해 구해졌으며, 열전도가 무시된 경우에 대한 해석적 해를 구하여 위의 결과를 검증하였다. 한편 이상화된 모델에 대한 실험을 행하고 이 결과를 앞서 구한 수치해와 비교 검토하였다. 여기서 구해진 온도분포를 이용하여 축열효율${\eta}_A$${\eta}_B$${\eta}_A$는 시간 t에서의 축열량과 정상상태에 도달했을 때의 축열량의 비로 , 그리고 ${\eta}_B$는 시간 t 동안의 축열된 양과 공급된 열량의 비고 정의하여 온도분포와 효율들에 애하여 시간변수 .tau., 위치변수 .xi.와 무차원 열확산율 .betha.가 미치는 영향을 조사하였다. 이에 따르면 온도는 .betha. 가 적어짐에 따라 점점 가파르게 분포되고 한편 ${\eta}_A$는 .tau.가 점점 커지거나, .xi.가 작아질수록 좋아지는 것을 알 수 있다. 또한 ${\eta}_B$${\eta}_A$와는 정반대의 경향을 보여주어 축열계의 최적상태가 존재함을 알 수 있다.

Diffusion of Two-Dimensional Surface Discharge of Heated Water in a Recangular Reservoir(l) (2次元 表面 溫排水 의 擴散 (I))

  • 이상준;정명균
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.8 no.6
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    • pp.536-543
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    • 1984
  • Thermal structure of two-dimensional surface discharge of the heated water into a rectangular resesvoir is investigated by a laboratory simulation with a shallow open channel and a relatively large reservoir. Experimental study is focused on the nature of interfacial mixing between a flowing layer of the hot water and the underlying cold water. For various conditions, mean temperature field, surface velocity distribution and turbulent mixing process have been quantitatively observed. It is found that the Richardson number strongly affects the integral structure of the flow field, and the buoyancy plays a role to control the turbulent diffusion process.

Parametric study on the heat transfer in a radiating medium (주요매개변수에 따른 복사매질 내에서의 열전달 특성에 관한 연구)

  • Lee, Chan;Baek, Seung-Wook
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.12 no.6
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    • pp.1381-1389
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    • 1988
  • The heat transfer by simultaneous conduction, convection and radiation between flame and fuel surface in a thermally radiating medium is investigated theoretically. The flame and fuel surface are assumed to be diffuse, gray, infinite, isothermal, parallel surfaces separated by a finite distance. The space between the plates is supposed is formulated exactly in terms of simultaneous interior-differential equations. The numerical results reveal the effect of the system parameters on the heat transfer characteristics and the temperature distributions. The numerical results reveal that the optically thick radiating medium has a blocking effect on the total beat transfer. The temperature distributions are observed to be convex upward for an optically thick radiating medium as the alberto decreases.

An Experimental Study on the Evaporative Heat Transfer Characteristics of R-134a in a Micro-Channel Heat Exchanger (마이크로채널 열교환기에서 R-134a의 증발열전달 특성에 관한 실험적 연구)

  • Lee, Hae-Seung;Jeon, Dong-Soon;Kim, Young-Lyoul;Kim, Yong-Chan;Kim, Seon-Chang
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.34 no.2
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    • pp.113-120
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    • 2010
  • An experimental investigation was carried out to examine the evaporative heat transfer characteristics of R-134a in a micro-channel heat exchanger. The micro-channel heat exchanger used in this study was a sort of plate heat exchanger. Micro-channels were fabricated on the SUS304 plate by the photo-etching process: 13 sheets of plates were stacked and bonded by the diffusion bonding process. The effects of the evaporating temperature, mass flux of R-134a, and inlet temperature of water were examined. As the difference between the inlet temperatures of R-134a and water increased, the heat transfer rate increased. The evaporative heat transfer coefficients obtained in this study range from 0.67 to 6.23 kW/$m^2{\cdot}^{\circ}C$. The experimental correlation for the Nusselt number as a function of the Reynold number and $\Theta$ was suggested for the micro-channel heat exchanger.

Thermal Properties of Rocks in the Republic of Korea (한국의 암석 열물성)

  • Park, Jeong-Min;Kim, Hyoung-Chan;Lee, Young-Min;Shim, Byoung-Ohan;Song, Moo-Young
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.42 no.6
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    • pp.591-598
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    • 2009
  • We made 2511 thermal property measurements on igneous, metamorphic, and sedimentary rock samples from Korea. The average thermal conductivities of igneous, metamorphic, and sedimentary rocks are 3.10 W/m-K, 3.76 W/m-K, and 3.54 W/m-K, respectively. Igneous rock can be classified into pluton, hypabyssal rock, and volconic rock; the average thermal conductivities of those rock types are 3.16 W/m-K, 3.26 W/m-K, and 2.77 W/m-K, respectively. Nonclastic sedimentary rock has higher thermal conductivity than clastic sedimentary rock. Thermal conductivity of Palezoic era rock is higher than Mesozoic era rock, because dominant mineral contents play an important role in the determination of thermal conductivity. Thermal conductivity of rocks is influenced by porosity. Therefore thermal conductivity of sedimentary rocks generally decreases with increasing porosity. Thermal conductivity and thermal diffusivity show linear correlation, its correlation coefficient of igneous, metamorphic, and sedimentary rocks are 0.775, 0.855, and 0.876, respectively.

GIS spatial D/B formation of geothermal data and Distribution of Heat Flow of Korea (한국의 지열자료 GIS 공간 D/B 구축과 지열류량 분포)

  • Kim, Hyoung-Chan;Lee, Young-Min;Park, Jeong-Min
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2006.06a
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    • pp.459-460
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    • 2006
  • 현재 남한의 지열류량 측정값으로는 총 363개 지점의 자료가 측정 및 수집되어 있다. 이것은 Mizutani et at. (1970), 장정진 외(1970), 그리고 서정희(1976) 등의 자료, 총 35개의 자료도 추가된 것이다. 1989년 이후부터 측정된 지열류량 자료는 217개 자료이며(임정웅 외, 1989; 임정웅 외, 1996; Lim and Kim, 1997; 염병우 외, 1997), 모두 직접 측정한 것이나, 1989년 이후 보고된 지열류량 자료에 약간의 오류가 있어 이번 연구에서 수정 보완하였다. 또한 과거의 자료 35개 자료는 이미 지열류량 측정치가 논문화 되어 있는 것으로 암석시료는 없다 1989년 이후 2004년까지 자료 217개 2005년도 추가 자료 111개의 지열류량 자료는 암석시료도 있으며, 측정기기가 서로 달라 오차가 있을 수 있어 서로 보정을 해야 할 필요가 있어 시추공 주변 암석을 새로 수집해서 신장비로 다시 측정 보정하였다. 지열류량 D/B 구축은 각 자료의 일련번호, 고유번호 (Sn.), 위경도 좌표 (longitude, lattitude), 암석의 열전도도(thermal conductivity), 지온경사 (thermal gradient), 지열류량 (heat flow)등으로 구성되어 있다. 지열류량 자료 공간 데이터베이스는 점 속성을 가지며 자료형태는 각종 소프트웨어와 호환성이 좋은 shape 파일 형태로 작성하였다. 또만 최근 천부 토양 및 암석 열물성을 이용한 냉난방시스템 즉, Heat Pump System 설계를 위하여 반드시 들어가야 하는 요소인 열확산율, 공극율, 밀도, 비열 등 열물성 특성을 추가하여 GIS 공간 D/B구축하였다. 대륙붕 자료 4개 자료를 제외하고 359개의 지열류량 자료를 이용하여 한반도 남부, 즉 남한의 지열류량 분포도를 작성 분석해 본 결과(그림 1), 우리나라의 지열류량 이상대는 아산만 주변, 보령, 유성, 진안, 울진, 포항, 부산 지역과 포천, 속초, 충주, 수안보 등 지역에서 나타난다 이러한 이상대 주변에는 대개 온천이 발달되어 있었거나 새로 개발되어 있는 곳이다. 온천에 이용하고 있는 시추공의 자료는 배제하였으나 온천이응으로 직접적으로 영향을 받지 않은 시추공의 자료는 사용하였다 이러한 온천 주변 지역이라 하더라도 실제는 온천의 pumping 으로 인한 대류현상으로 주변 일대의 온도를 올려놓았기 때문에 비교적 높은 지열류량 값을 보인다. 한편 한반도 남동부 일대는 이번 추가된 자료에 의해 새로운 지열류량 분포 변화가 나타났다 강원 북부 오색온천지역 부근에서 높은 지열류량 분포를 보이며 또한 우리나라 대단층 중의 하나인 양산단층과 같은 방향으로 발달한 밀양단층, 모량단층, 동래단층 등 주변부로 NNE-SSW 방향의 지열류량 이상대가 발달한다. 이것으로 볼 때 지열류량은 지질구조와 무관하지 않음을 파악할 수 있다. 특히 이러한 단층대 주변은 지열수의 순환이 깊은 심도까지 가능하므로 이러한 대류현상으로 지표부근까지 높은 지온 전달이 되어 나타나는 것으로 판단된다.

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Adsorption Characteristics of Brilliant Green by Coconut Based Activated Carbon : Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameter Studies (야자계 입상 활성탄에 의한 brilliant green의 흡착 특성 : 평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구)

  • Lee, Jong-Jib
    • Clean Technology
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    • v.25 no.3
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    • pp.198-205
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    • 2019
  • The adsorption equilibrium, kinetic, and thermodynamic parameters of brilliant green adsorbed by coconut based granular activated carbon were determined from various initial concentrations ($300{\sim}500mg\;L^{-1}$), contact time (1 ~ 12 h), and adsorption temperature (303 ~ 323 K) through batch experiments. The equilibrium adsorption data were analyzed by Langmuir, Freundlich, Temkin, Harkins-Jura, and Elovich isotherm models. The estimated Langmuir dimensionless separation factor ($R_L=0.018{\sim}0.040$) and Freundlich constant ($n^{-1}=0.176{\sim}0.206$) show that adsorption of brilliant green by activated carbon is an effective treatment process. Adsorption heat constants ($B=12.43{\sim}17.15J\;mol^{-1}$) estimated by the Temkin equation corresponded to physical adsorption. The isothermal parameter ($A_{HJ}$) by the Harkins-Jura equation showed that the heterogeneous pore distribution increased with increasing temperature. The maximum adsorption capacity by the Elovich equation was found to be much smaller than the experimental value. The adsorption process was best described by the pseudo second order model, and intraparticle diffusion was a rate limiting step in the adsorption process. The intraparticle diffusion rate constant increased because the dye activity increased with increases in the initial concentration. Also, as the initial concentration increased, the influence of the boundary layer also increased. Negative Gibbs free energy ($-10.3{\sim}-11.4kJ\;mol^{-1}$), positive enthalpy change ($18.63kJ\;mol^{-1}$), and activation energy ($26.28kJ\;mol^{-1}$) indicate respectively that the adsorption process is spontaneous, endothermic, and physical adsorption.