• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.31-41
• /
• 2016

홍수 시 하천을 따라 이동하는 유송잡물로 인해 교량을 비롯한 구조물 피해가 급증하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유송잡물 저감시설인 수직분리대, 우회말뚝, 스위퍼를 제작하여 실험수로에서 저감시설 유무에 대한 집적실험을 실시하였다. 수직분리대는 교량에 집적되는 유송잡물에 평행 흐름을 발생시켜 이를 통과시키는 저감시설로써 목재를 이용해 제작하였으며, 우회말뚝은 유송잡물의 방향을 우회시키는 방식으로 강파이프를 이용해 제작하였다. 스위퍼는 스크류 형태의 원통형 구조물이 흐름에 의한 자력 회전으로 유송잡물을 통과시키는 방법으로 아크릴을 이용하여 제작하였다. 실험은 유송잡물의 경도 및 투하 방법에 따른 집적 정도를 분석하여 저감시설의 집적률을 비교하는 방법으로 수행하였으며 5회 반복실험을 수행하였다. 실험결과 저감시설의 종류, 유송잡물 형태 등에 따라 차이가 있는 것으로 나타났으며 초기 유송잡물이 집적되는 형태에 따라 크게 좌우되는 경우가 많았다. 교량에 대한 직접적인 저감효과는 우회말뚝, 스위퍼, 수직분리대 순으로 나타났지만 우회말뚝의 경우 말뚝에 직접 집적되는 유송잡물로 인하여 흐름교란, 수위 및 하상변동, 말뚝의 유실 등으로 인한 피해가 발생할 수 있으므로 이를 고려한 설계가 필요하다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권9호
• /
• pp.948-954
• /
• 2008

침지형 MBR 공정에서 막 오염과 플럭스 감소의 주요 원인인 케이크층에 의한 저항을 저감하기 위하여 분리막 모듈의 외부에 원통형 관을 도입하였다. 도입된 원통형관 안에 노즐과 산기관을 적용하여 공기 주입량에 따른 공기와 액체의 2상흐름(Two phase flow)중 slug 흐름을 유도하여 공기 방울에 의한 막세정의 효과를 비교 분석하였다. 실험결과 동일한 유량의 공기를 공급할 경우 노즐에서 발생한 공기방울이 원통형관으로 유입되면서 효율적인 slug 흐름을 형성으로 산기관을 사용한 공급 방식보다는 막오염 방지에 효과적이었음을 알 수 있었다. 그러나 노즐로 공급되는 공기의 유량을 최적화하지 않는다면 원통형 관의 벽 부분부터 활성슬러지 혼합액이 퇴적하게 되거나 막간에 슬러지가 퇴적되어 관 내부의 급격한 막힘 현상이 발생하여 일정시간이 경과하면, 오히려 산기관보다 급격한 막오염 현상을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 원통형 관 내부에 침지된 분리막의 면적의 최적 비율, A$_m$/A$_t$가 비율이 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 산기관의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.27일 때 최소화된 막오염이 관찰된 반면에, 노즐의 경우에는 A$_m$/A$_t$ 비율이 0.55일 때 막오염이 최소값을 보였다. 따라서 상승하는 공기방울에 의한 막오염 저감효과는 관 내부의 중공사막이 차지하고 있는 비율, A$_m$/A$_t$에 크게 의존하고 있으며, 산기관과 노즐의 경우 그 최적비율은 각각 다름을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
• /
• 제54권6호
• /
• pp.696-700
• /
• 2010

매우 작은 유리구슬(직경 $100{\mu}m$이하)위에 이이스트를 공유결합시킨 bio컬럼을 제작하여 $Sb^{3+}$와 $Sb^{5+}$를 선택적으로 분리하고 연속적 수소화물 발생법을 이용하여 감도를 개선하였다. 최적 용리조건은 용리액 0.8 M 질산으로 흐름속도 1.0 mL $min^{-1}$이며 수소화물 발생의 최적조건은 HCl 2 M, 환원제로 $NaBH_4$ 3% (w/v), 흐름속도는 0.83 mL $min^{-1}$, 수소화물을 운반하는 아르곤기체의 흐름속도는 50 mL $min^{-1}$ 이었다. 이러한 조건에서 두 화학종의 분리시간은 각각 112초와 354초였다. $200{\mu}L$의 시료를 사용하였을 때 감도는 10 여배 개선되었고 검출한계는 $Sb^{3+}$ 및 $Sb^{5+}$에 대하여 각각 3.0 ppb와 7.0 ppb 이었다. 표준시료를 제작하여 분석한 결과, 정확한 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한화학회지
• /
• 제38권6호
• /
• pp.427-434
• /
• 1994

본 연구는 열장 흐름 분획법을 이용하여 에틸렌-아세트산 비닐 혼성중합체들의 머무름에 미치는 인자들을 조사함으로써 혼성중합체의 물리화학적인 성질 중 열확산계수의 특성과 효율적인 분리에 대해 고찰하였다. 시료로 선택한 8종의 혼성중합체들의 분자량 범위는 110,000 ~ 285,000이고 아세트산 비닐의 함량은 25% ~ 70%인 것을 사용하였으며, 이동상으로는 점도와 열전도도 값이 서로 다른 THF, 톨루엔 및 클로로벤젠을 선택하였다. 혼성중합체의 머무름은 시료의 분자량, 조성 및 이동상의 종류에 따라 변화하였는데 시료의 분자량과 아세트산 비닐의 함량이 증가할수록 머무름이 증가하였다. 실험으로부터 측정된 열확산계수는 1.36∼5.97 $cm^2/(s.K)$로서 시료의 조성 및 이동상의 종류에 따라 변화하였다. 즉 열확산계수는 아세트산 비닐의 조성이 높아짐에 따라 증가하였으며, 조성과 열확산계수의 도시에서 조성이 무게백분율로 표시될 때 1.36∼5.97 $cm^2/(s.K)$로서 시료의 조성 및 이동상의 종류에 따라 변화하였다. 즉 열확산계수는 아세트산비닐의 조성이 높아짐에 따라 증가하였으며, 조성과 열확산계수의 도시에서 조성이 무게백분율로 표시될 때 상관계수가 큰 $(r^2(\geq)0.928)$ 직선성을 나타내었다. 또한 혼성중합체의 조성에 대한 열확산계수의 변화율은 이동상이 THF인 경우에 가장 컸으모로, 조성이 서로 다른 혼성중합체의 분리에 적합한 이동상은 THF라는 것을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 열장 흐름 분획법이 중합체의 크기가 유사하고 조성이 서로 다른 혼성중합체의 분리에 이용될 수 있음을 알 수 있다.

• 멤브레인
• /
• 제24권3호
• /
• pp.223-230
• /
• 2014

바이오가스로부터 폴리설폰 분리막을 이용한 메탄 농축 특성을 수치해석 방법으로 분석하였다. 향류 흐름 분리막 공정의 지배 방정식을 유도하고 무차원화 한 후 Compaq Visual Fortran 6.6 소프트웨어을 이용하여 공정모사하였다. 공급 기체의 메탄 몰분율이 0.5인 경우 주어진 전형적 운전조건 상태에서 분리막 길이에 따른 잔류 측의 메탄 몰분율은 시점에서 종점으로 이동하면서 0.5에서 0.8로 증가하였으며 공급유량 대비 잔류유량 비율은 1.0에서 0.57으로 감소하였다. 공급 메탄 몰분율을 0.9로 변화시킨 경우 잔류 측의 최종 메탄 몰분율은 0.93으로, 공급대비 잔류유량은 0.91로 증가하였다. 공급 측 압력이 증가하여 투과 측 압력 대 공급 측 압력 비 값이 0.33에서 0.17로 변경될 경우 단 수율이 0.1과 같이 낮은 영역에서는 잔류 측 메탄 농도 변화가 거의 없는 반면, 단 수율이 0.3과 같이 높은 영역에서는 증가함을 확인할 수 있었다. 분리막 면적이 $1.14m^2$에서 $2.57m^2$로 증가되면 단 수율의 변화에도 불구하고 잔류 측 메탄 농도가 비교적 높게 유지됨을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제38권10호
• /
• pp.841-849
• /
• 2005

유사 입자가 포함된 흐름이나 공기 방울이 포함된 흐름과 같은 이상류 (two-phase flow) 는 유체의 속도와 입자의 속도와 같은 두 가지 서로 다른 속도 분포가 존재한다. 이러한 이상류의 속도장 분석을 위해서는 두 가지 속도 분포를 별도로 측정할 수 있는 기법을 이용해야 한다. 공기 방울이 포함된 흐름에 대해서는 입자영상 유속계(PIV)나 입자추적유속계(PTV)를 이용하여 비교적 타당한 정도로 유속 분포를 측정하여 왔다. 그러나 자연 모래를 포함한 흐름 영상의 속도 분포 해석에서는 PIV나 PTV가 그다지 성공적이지 못했는데, 그것은 흐름 중에 있는 유사 입자가 영상을 해석하기 어렵게 만들기 때문이다. 유사 흐름의 속도 분석을 위해 다양한 영상 분석 기법을 결합한 방법을 제시하였다. 입자 추출 알고리듬으로 역치값, 경계 추출 알고리듬, 세선화 알고리듬을 조합한 새로운 방법을 제안하였다. 또한 입자의 이동 변위 계산을 위해서 PIV와 PTV를 조합한 새로운 방법을 개발하였다. 이 새로운 알고리듬은 다음과 같은 기능을 가지고 있다. (1) 새알고리듬은 유사 입자, 특히 자연 모래와 같이 불규칙한 형태를 갖는 입자의 경계를 정확히 찾아낼 수 있다. (2) 필요한 정보를 잃어버리지 않고, 반사광이나 난반사에 의한 영상을 효율적으로 제거할 수 있다. (3) 추적 입자가 유사입자 가까이에 있어 유사의 난반사 영역이 들어 있어도 이를 분리해 낼 수 있다.

• 공업화학
• /
• 제22권6호
• /
• pp.703-710
• /
• 2011

분리막 모듈 내 스페이서는 용액의 원활한 흐름을 위한 공간 확보와 더불어 유체의 난류를 형성시키므로 농도분극화 현상을 감소시키고 막 표면에 축적되는 오염물을 용액 내로 혼합하여 높은 투과유속과 분리막 모듈을 장기간 운전하는데 도움을 준다. 본 연구에서는 분리막 모듈 내 원형, 십자형, 다이아몬드형 및 육각형 단면의 스페이서와 스페이서의 배열 각도, 용질 배제율 및 투과유속에 대한 농도 변화를 "COMSOL Multiphysics" 프로그램으로 수치 해석하여 최적화하였다. 4가지 형태의 스페이서 중에서 십자형 단면 스페이서를 포함한 모듈의 경우가 분리막 표면 농도를 가장 낮게 유지하였으며 스페이서의 배열 각도는 $30^{\circ}$가 효율적이었다. 스페이서가 없는 모듈 출구에서 분리막 표면의 농도는 입구보다 약 2.09배까지 증가하였으나 가장 효율적인 십자형 스페이서를 $30^{\circ}$로 배열할 경우 약 1.29배로서 최대 37% 낮았다. 또한 투과유속이 증가할수록 십자형 스페이서의 농도분극 감소효과는 급격히 증가하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권7호
• /
• pp.595-604
• /
• 2015

강우에 의한 세류간 토양침식은 운동에너지를 갖는 빗방울이 지표면을 타격하여 발생하는 빗물튀김의 박리현상과 지표유출수의 면상흐름에 의한 토사입자의 운반으로 구분할 수 있다. 강우운동에너지는 토양입자를 토양체로부터 분리시키기 위한 강우의 잠재적인 능력의 지표로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 강우운동에너지가 세류간 토양침식에 미치는 영향을 파악하기 위해 강우의 충돌을 제어하는 스트립 커버를 이용한 토양침식 강우모의 실험을 수행하였다. 강우모의에 의한 강우운동에너지는 자연강우에 비해 0.58배 규모로 재현되었다. 강우강도가 증가함에 따라 지표유출량은 증가하고 지표하유출량은 상대적으로 감소하였다. 지표커버가 없는 사면으로부터 발생한 지표유출량이 지표커버가 있는 경우에 비해 평균 1.82배 증가하였다. 강우운동에너지는 지표유출 및 지표하유출 발생시간에도 영향을 끼쳤다. 빗물튀김과 면상흐름의 상호작용으로 토사유출량이 3.6~5.9배 증가하였으며 그 증가폭은 강우강도의 증가에 따라 감소하였다. 단위수류력과 토사유출량의 관계분석 결과 강우운동에너지는 빗물튀김에 의한 토양입자의 분리침식을 증가시킬 뿐만 아니라 지표유출수 증가에 따른 토사이송능력을 가중시켜 토사유출량을 크게 증가시키는 것으로 확인되었다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
• /
• 한국마린엔지니어링학회 2000년도 춘계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2000 Spring Annual Meeting)
• /
• pp.153-158
• /
• 2000

Flow visualization and PIV measurements were conducted to investigate the flow characteristics of multi-channel with inclination angle. The water flow seeded with tiny vegetable powder as tracers revealed details of flow field. The PIV measurement to acquire multi-point velocity data simulatneously was carried out at three space of plates for 5, 10, and 15mm with variation of inlet flow rates of $0.25m^3/h$ and <$0.5m^3/h.$ Experiment results show that space of plates acts a significant role in separating process.

• 멤브레인
• /
• 제5권3호
• /
• pp.97-108
• /
• 1995

화학산업의 급속한 성장으로 인해 많은 혜택을 얻고 있지만 반대급부적으로 배출되는 오염물질로 인한 환경오염과 석유 및 석탄과 같은 한정된 화석연료 자원의 과다한 사용이 큰 문제가 되고 있다. 그에 따라 최근에는 효율적인 에너지 활용과 함께 오염물질의 배출을 최대로 억제할 수 있는 경제적이고 션택적인 화학공정을 필요로 하고 있다. 현재 세계적인 기술의 흐름은 대기오염의 억제와 소량 배출되는 오염물질의 제거를 위해 촉매 및 흡착제를 사용하여 다량의 오염물질 또는 기체를 처리할 수 있는 공정의 개발 및 변형에 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 보다 바람직하게는 높은 전환율과 선택적인 화학공정의 도입으로 에너지 효율을 증대시켜 에너지를 절약하고 부산물이 적은 보다 청결한 화학공정으로의 전화을 필요로 하고 있다. 이러한 목적을 위해 무리막의 분리능력과 촉매의 활성을 결합하여 촉매반응과 반응물 및 생성물의 분리기능을 동시에 수행할 수 있는 무기막 촉매기술이 최근들어 광범위하게 연구되고 있다. 또한 최근에는 무기막 및 무기막 촉매의 환경분야에의 이용이 크게 확산되어 가고 있는 추세이기 때문에 막 및 막 촉매 기술은 중요성이 매우 높은 분야이다. 따라서 본 고찰에서는 최근에 연구가 활발히 진행되고 있는 무기막 촉매기술의 특성과 연구 현황 및 방향에 관해 살펴보고 향후 연구방향의 기초자료로서 활용하고자 한다.