• 제목/요약/키워드: Arrhenius Equation

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압축한 도시고형폐기물의 열분해 특성 (Pyrolysis Characteristics of Compressed Municipal Solid Wastes)

  • 김진호;손병현;조상원;이협희;오광중
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.907-918
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    • 2000
  • 본 연구에서는 도시고형폐기물을 구성하는 주요한 성분중의 하나인 셀룰로오스와 플라스틱의 열분해 특성을 열중량시스템에서 조사하였다. 실험은 온도범위 400~900K에서 제 실험변수에 따라 질소분위기에서 수행하였으며, 압축한 도시고형폐기물에 적용하기 위한 수정 Arrhenius 열분해 모델을 제안하였다. 승온속도를 20, 30, 40K/min로 변화시키면서 수행한 실험에서, 도시고형폐기물을 구성하는 순수물질의 활성화에너지는 셀룰로오스계열의 경우 117~166kJ/mol, 플라스틱계열은 187~239kJ/mol이며, 반응차수는 1.1~1.9의 범위에 있었다. 압축한 도시고형폐기물은 승온속도, 압축비, 입경의 증가에 따라 char의 수율이 증가하였다. 또한 압축도시고형폐기물의 열분해 과정을 Arrhemius식과 열전달이론을 이용하여 수정 제안한 모델의 적용 결과 기존의 모델보다 실험결과와 더 잘 일치하였다.

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전투화용 고무의 가속수명예측 (Accelerated Life Prediction of the Rubber for Combat Boots)

  • 유건성;이남례;여용헌;이범철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.8637-8642
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    • 2015
  • 현재 군에 보급되고 있는 접착식 전투화용 고무의 대표적인 노화현상은 열에 의한 정기적인 스트레스 노화가 대표적이다. 본 연구에서는 전투화용 고무의 노화시험을 실시하고, 아레니우스 관계식을 이용하여 노화온도($60^{\circ}C$, $80^{\circ}C$, $100^{\circ}C$)에 따른 반응속도 상수 k를 구하였다. 제품의 수명한계를 인장강도는 30% 감소시점, 신장률은 50% 감소시점, 내마모도는 380%로 가정하였으며, ln($P/P_0$) 및 활성화 에너지와 상수를 고려한 수명예측을 하였다. 이를 통해 노화온도에 영향을 받은 전투화용 고무의 수명을 예측하였고, 그 결과 실온($20^{\circ}C$)에서 예상수명이 10년 이상임을 확인할 수 있었다.

열잠재성 촉매에 의한 에폭시/폴리우레탄 블랜드계의 경화거동, 유변학적 및 기계적 물성에 관한 연구 (Studies on Cure Behaviors and Rheological and Mechanical Properties of Epoxy/Polyurethane Blend System initiated by Latent Thermal Catalyst)

  • 강준길;권수한;박수진
    • 대한화학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.233-240
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    • 2002
  • 본 연구에서는 잠재성 양이온 개시제 (N-benzyl pyrazinium hexafluoroantiminate, BPH)를 이용한 에폭시/폴리우레탄 블랜드계의 혼합조성에 따른 경화거동과 유변학적 특성 그리고 기계적 물성 변화에 대하여 연구하였다. 블랜드계의 반응성은 DSC를 이용하여 반응 온도에 따른 전환률을 구하여 측정하였으며, 유변학적 특성은 레오미터를 이용한 등온 실험을 통하여 측정하였고, 가교 활성화에너지(Ec)는 겔화 시간과 경화 온도를 이용하여 Arrhenius 방정식으로 구하였다. 한편, 경화된 시편의 기계적 물성은 충격강도 실험을 통하여 측정하였다. 실험결과, 블랜드계의 열잠재성 촉매로 사용된 BPH는 어떤 공개시제 없이도 우수한 촉매 특성을 나타내었다. 본 블랜드계의 가교 활성화에너지 및 충격강도는 PU가 30 wt% 첨가되었을 때 최대를 나타내었는데, 이는 EP와 PU간의 수소결합으로 인한 치밀한 가교밀도의 증가 때문이라고 사료된다.

오가피 추출액의 저장조건에 따른 이화학적 특성변화 (Changes of Physicochemical Characteristics of Acanthopanax senticosus Extract during Storage)

  • 정헌식;윤광섭
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.204-208
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    • 2005
  • 오가피 열수추출액의 유통 품질의 변화특성을 규명하기 위하여, 오가피($8{\sim}20$ mesh)를 열수 추출한 액을 nylon/PE(0.08 mm) pouch로 밀봉포장하거나 포장하지 않고, 가온조건(40, $60^{\circ}C$)에서 10일간 보관하면서 1일 간격으로 이화학적 품질특성을 조사하였다. 보관 중 추출액의 탁도, pH, 총폴리페놀 함량 및 DPPH 유리기 소거능 등은 감소하는 경향을 보였으나 저온과 포장에 의해 감소가 억제됨을 보였다. 적정산도는 고온에서 증가함을 보였으나 포장에 의해 증가가 억제되는 경향이었다. 가용성 고형분 함량은 포장과 온도의 영향을 받지 않고 거의 일정하게 유지되었다. 품질변화 kinetics를 model화 하기 위하여 반응속도론에 상사시켜 본 결과 오가피 추출액의 품질변화는 1차반응 속도식이 적합하였으며 품질변화 속도상수에 대한 온도의 영향은 Arrhenius 식에 잘 따른다고 할 수 있었다. 이상의 결과로 볼 때, 오가피 열수추출액의 부패억제와 항산화능 유지를 위해서는 포장과 저온유통이 필수적인 것으로 판단된다.

바나나의 건조방법(乾燥方法)에 따른 품질변화(品質變化) 인자(因子)에 대한 반응속도(反應速度) 모델링 (Kinetic Models for the Quality Factors of Banana by Different Dehydration Methods)

  • 김수연;최용희
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제7권
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    • pp.175-184
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    • 1989
  • 대표적인 재료로서 바나나를 선정하여 건조방법과 조건에 따른 최적화에 사용할 수 있는 Ascorbic acid 저하속도와 비효소적 갈변속도에 대한 반응속도 예측 모델식을 결정하였다. Ascorbic acid 저하 속도와 비 효소적 갈변속도를 각각 1차반응, 0차반응으로, 두반응의 온도 의존성은 Arrhenius식으로 나타내어 SPSS Computer Program을 이용하여 실제 측정된 Ascorbic acid와 비효소적 갈변의 data에 가장 접근하도록 Parameter를 반복계산하여 찾았다. 얻어진 반응속도식에서의 Parameter값들은 R. SQUARE값이 평균 0.99이상이므로 살험치를 잘 예측하였으며 건조공정의 최적화에 이용될 수 있을 것으로 생각되어진다. Ascorbic acid 저하속도와 비효소적 갈변속도는 건조초기에 낮고 건조가 진행되어 수분함량의 감소와 함께 최대속도를 보이다가 서서히 감소하였다. 이때 동결건조의 경우가 가장 안정된 품질변화를 나타냈음을 알 수 있었다.

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고분자 소재에서 흡습 특성의 평가 (Evaluation of Moisture Sorption Characteristics in Polymer Material)

  • 박희진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권11호
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    • pp.1297-1303
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    • 2012
  • 본 논문에서는 PET(Polyethylene Terephthalate)와 같은 박막 형태의 고분자 소재에서 수분 확산을 특성화 하기 위한 표준 과정을 열 중량법을 사용하여 제시하고 소재의 흡습 물성을 정량적으로 얻었다. 온도 및 습도에 대한 흡습 물성들의 영향을 조사하기 위해 아레니우스(Arrhenius) 식에 따른 PET 필름의 용해성과 확산성을 특성화 하였다. Fickian 확산에 기반한 박막 소재의 수분 투과성을 구하여 열중량법에서 얻은 흡습 물성의 타당성을 토론하였다. 고분자 소재가 금속과 같은 무기물과 다층 경계면을 가지는 경우 농도에 의존적인 비선형 수분 확산성의 특성을 실험적으로 조사하였고 Non-Fickian 모델에 따른 비선형 확산 특성을 수치적으로 정량화 하였다. 얻어진 흡습 물성들에 기반한 Fickian/Non-Fickian 모델에 대해 수치적으로 비교 및 토론 하였다.

비정질 $SiO_2$${alpha}-Al_2O_3$부터 Mullite를 합성하기 위한 고체상태 반응속도 (Solid-state reaction kinetics for the formation of mullite($3Al_2O_3{\cdot}2SiO_2$) from amorphous $SiO_2$ and ${alpha}-Al_2O_3$)

  • 김익진;곽효섭;고영신
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.332-341
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    • 1998
  • ${\alpha}-Al_2O_3$와 비정질 SiO2부터 Mullite를 합성하기 위한 고체상태반응의 반응속도를 1450~$1480^{\circ}C$ 온도 범위에서 연구하였다. 반응속도는 $Al_2O_3$분말을 코팅한 28.16wt%의 $SiO_2$와 일정한 온도에서 여러 시간동안 가열하여 생성된 혼합물에 의하여 결정되었다. MgO안의 반응물과 미반응물의 양은 X-선 회절분석에 의하여 결정되었다. Mullite의 부피율과 peak intensity 비의 자료로부터 $Al_2O_3$$SiO_2$$3Al_2O_3\;{\cdot}\;2SiO_2$형태로의 반응은 $1450^{\circ}C$$1480^{\circ}C$ 사이에서 시작되었다. 고체상태반응 활성화 에너지는 Arrhenius 식에 의하여 결정되었다. 활성화 에너지는 31.9KJ/mol이다.

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MgCl2-CaCl2-NaCl 혼합용융염에서 Mg2+ 이온의 전기화학적 거동 (Electrochemical Behavior of Mg2+ Ions in MgCl2-CaCl2-NaCl Molten Salt)

  • 류효열;정상문;김정국
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권6호
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    • pp.939-944
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    • 2012
  • 본 연구에서는 $MgCl_2-CaCl_2$-NaCl 혼합용융염에서 $Mg^{2+}$ 이온의 전기화학적 거동을 평가하였다. $MgCl_2-CaCl_2$-NaCl 용융염에서 순환전압전류법 측정을 통해 $Mg^{2+}$이온의 환원전위를 측정하였고, $MgCl_2$의 농도 변화 및 용융염의 온도변화에 따른 환원전위의 영향에 대해 살펴보았다. 그리고 각각 660, 680, 700, 720 및 $740^{\circ}C$의 온도에서 $Mg^{2+}$ 이온의 확산계수를 계산한 결과 $8.79{\times}10^{-6}$, $9.56{\times}10^{-6}$, $1.17{\times}10^{-5}$, $1.4{\times}10^{-5}$$1.77{\times}10^{-5}\;cm^2\;s^{-1}$로 측정되었다. 또한 Arrhenius 식을 통해 $Mg^{2+}$ 이온의 확산에 대한 활성화 에너지는 $70.28\;kJ\;mol^{-1}$로 계산되었다.

DTF를 이용한 초청정 석탄 촤 산화 반응률 특성 연구 (Char Oxidation Characteristics of Ashless Coal in Drop Tube Furnace)

  • 김상인;이병화;임호;유다연;이시훈;전충환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권7호
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    • pp.675-681
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    • 2012
  • 본 연구는 낮은 회 성분의 함량과 높은 발열량의 특성을 지닌 초청정 석탄의 촤 반응율 특성을 알아보았다. 실험은 DTF(Drop Tube Furnace)를 통해서 다양한 온도조건 하에 산소의 분율을 바꾸어가며 수행하였다. 촤 반응률을 도출하기 위하여 FT-IR을 통해 배기가스(CO, $CO_2$)를 측정하였으며, 이색온도계를 통하여서 입자 온도를 측정하였다. 또한, Arrhenius 경험식을 토대로 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지와 빈도인자를 도출하였다. 결과는 초청정 석탄 촤의 반응특성은 온도와 산소 분율이 높아질수록 뚜렷한 증가를 보였고, 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지는 역청탄의 수치와 비슷한 값을 보임을 알 수 있었다.

광활성 Poly(trans-5-methyl-L-proline)의 변광회전에 대한 반응속도와 활성화에너지 (The Kinetics and Activation Energy for the Mutarotation or Optically Active Poly(trans-5-methyl-L-proline)

  • 한만정
    • 대한화학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.386-395
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    • 1978
  • 여러 농도와 온도에서 Poly(trans-5-methyl-L-proline)을 trifluoroethanol 용매에서 정방향 변광회전, trifluoroethanol-n-butanol (1 : 4) 용매에서 역방향 변광회전을 시키면서 변광회전속도를 측정하였다. 이 두 방향의 변광회전 현상은 폴리머농도에 대하여 1차 반응이었다. 활성화에너지를 측정하기 위하여 변형된 Arrhenius식을 유도하였는데 이식은 물리적 성질과 농도와의 관계나 반응차수가 불확실한 반응에 이용할 수 있다. 정방향과 역방향 변광회전의 활성화에너지는 잔기몰당 각기 32.5와 33.5kcal이었고 이값은 polyproline 변광회전의 활성화에너지 (아미드결합의 공명에너지)보다 잔기몰당 10kcal가 높다. 이 과량의 활성화에너지는 폴리머아미드 결합이 시스-트란스 이성질화현상이 일어날 때 카르보닐기와 메틸기 사이에 생기는 입체장애에 의한 것이다.

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