대규모로 포집된 이산화탄소를 고갈된 석유·가스 저류층, 대염수층과 같은 심부 지질구조에 주입하는 이산화탄소 지중저장은 대기중 CO2 배출을 저감하기 위한 가장 유망한 기술 중 하나로 연구되고 있다. 이산화탄소 지중저장은 공극수로 포화된 다공성 지질 구조 내부로 초임계상 이산화탄소를 주입함으로써 그 흐름이 공극수와 비혼성 대체를 일으키며 진행된다. 따라서, 공극 구조 내에서 초임계상 이산화탄소와 공극수의 거동과 분포, 그리고 그 결과로 나타나는 대체효율은 두 유체의 상호작용에 의해 좌우되는데, 특히, 점성력과 모세관력은 지질 구조 내부의 환경 조건과 주입 조건에 의해 결정된다. 본 연구에서는 상온상압조건에서 대체유체를 수적법에 적용하여 고온고압조건에서 계면활성제가 초임계상 이산화탄소와 공극수 간 계면장력에 미치는 영향을 산정하였다. 또한, 다공성 매체 내에서의 비혼성 유체의 거동과 분포 양상을 관찰함으로써 계면활성제 농도가 초임계상 이산화탄소의 대체율에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 초임계상 이산화탄소와 공극수의 대체 유체로서 헥산과 탈이온수를 적용하는 마이크로모델 실험을 수행하였으며, 공극 구조 내로의 헥산 주입에 의한 탈이온수의 대체 과정을 정량적으로 분석하기 위하여 이미징 시스템을 통해 두 유체의 비혼성 대체 양상에 관한 이미지를 확득하여 분석하였다. 실험의 결과는 계면활성제의 첨가는 낮은 농도에서도 헥산과 탈이온수 간 계면장력을 급격하게 감소시키며 이후 농도가 증가함에 따라 일정한 값에 접근하는 양상을 보여주었으며, 이러한 변화는 다공성 매체 내부의 공극 규모에서 진입 유체의 흐름 경로에 직접적인 영향을 미침으로써 평형 상태에서 헥산의 대체율에도 동일한 효과를 나타내는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 다공성 매체 내에서 일어나는 비혼성 유체의 대체에 관한 중요한 정보를 제공하며, 계면활성제의 적용이 이산화탄소 지중저장의 효율을 향상시킬 수 있는 가능성을 보여주었다.
비상용성 고분자는 그 계면의 특성에 의해서 복잡한 유변학적 거동을 갖는데 그러 한 거동을 해석하기 위해서 최근에 제안된 구성방정식을 토대로 소폭 진동 전단 흐름장에서 의 유변학적 물성과 몰폴로지 전개를 예측한 바 있다. Takahashi[2]등은 이런 흐름하에서의 계면은 거의 변하지 않음을 보여주었고 따라서 이경우는 상대적으로 쉬운편이었다. 본연구 에서는 정상전단흐름장하에서의 몰폴로지 전개에 대한 구성방정식을 간단한 형태로 표현함 으로써 실제 산업계에서 이용될수 있도록 하였다. 그러한 해석을 통하여 원래의 모델에서 제시되었던 3개의 실험변수를 2개로 줄일수 있었으며 계면의 특성을 잘 나타내 주는 새로운 변수($textsc{k}$)를 도입하였다. 계면의 특성을 잘 나타내 주는 이새로운 변수를 통하여 그 계면의 영향을 예측할수 있었다. 한편 분산상의 파괴, 변형, 합체 메카니즘을 모델에 제시되었던 변 수값들을 통하여 해석하였고 이를 실험적인 데이터와 비교해 보았다.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제19권1호
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pp.57-68
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2015
When a straight channel formed by two parallel porous plates, through which two immiscible liquids occupying different heights are flowing a secondary motion is set up. The motion is caused by moving the upper plate with a uniform velocity about an axis perpendicular to the plates. The solutions are exact solutions. Here we discuss the effect of suction parameter and the position of interface on the flow phenomena in case of Couette flow. The velocity distributions for the primary and secondary flows have been discussed and presented graphically. The skin-friction amplitude at the upper and lower plates has been discussed for various physical parameters.
A series of thermoplastic polymers and their blends were melt-processed with high intensity ultrasonic wave in an intensive mixer. For the effective transfer of ultrasonic energy, an experimental apparatus was specially designed so that polymer melt can directly contact with ultrasonic horn. It was observed that significant variations in the rheological properties of polymers occur due to the unique action of ultrasonic wave without any aid of chemical additives. It was also found that the direct sonication on immiscible polymer blends in melt state reduces the domain sizes considerably and stabilizes the phase morphology of the blends. The degree of compatibilization was strongly affected by viscosity ratio of the components and the morphology was stable after annealing in properly compatibilized blends. It is suggested that ultrasound assisted melt mixing can lead to in-situ copolymer formation between the components and consequently provide an effective route to compatibilize immiscible polymer blends.
In stratified flows of two immiscible liquids, due to the vibration in a pipe, the shape of the interface is not always periodic and it causes the different end points of the interfacial boundary. In this case the performance is not good. To solve this, in this paper, the hybrid-type Fourier series is proposed, which consists of both the polynomial and the trigonometric terms. Under the stationary interfacial boundary during acquiring a full set of voltage data, the performance of the proposed method is evaluated through the numerical experiments. The results show that the proposed method performs better than the conventional Fourier series in estimating the interfacial boundary.
Computer simulation of multiphase flows has grown dramatically in the last two decades. In this work, we have studied the flow characteristics of immiscible two fluids in a 2-D micro channel driven by pressure gradient using multi-phase lattice Boltzmann method suggested by Shan and Chen(1993) considering the fluid-surface interaction. we tried to examine the effects of parameters related to the two phase flow characteristics and pressure drop in the micro channel like contact angle and channel configuration by changing their value. The results of current study could show the lattice Boltzmann method can simulate the behaviors of two phase flow in the region of micro fluidics well.
W-12.8wt%Cu-7.2%Pb powders were milled at room temperature and $-100^{\circ}C$ to investigate the mechanical alloying behavior of immiscible W-Cu-Pb system and the effect of milling temperature on the extent of alloying and microstructural refinement. W-Cu-Pb powder reached steady state after further extended milling due to Pb addition, compared to the W-Cu system. The cryomilling at $-100^{\circ}C$ caused the more refinement of powder particle size, and enhanced the solubility of Cu or Pb in W, compared with milling at room temperature. In W-12.8wt%Cu-7.2%Pb powder cryomilled at $-100^{\circ}C$, the monotectic temperature of Cu-Pb as well as the melting temperature of Cu was decreased by refinement of Cu crystalline size, and the most amorphization was occurred after milling for 150 h.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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