• 제목/요약/키워드: Isothermal Process

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활성탄을 이용한 아닐린 블루의 흡착평형, 동역학 및 열역학 파라미터에 대한 해석 (Analysis for Adsorption Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameters of Aniline Blue Using Activated Carbon)

  • 이종집
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권5호
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    • pp.679-686
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    • 2019
  • 수용액으로부터 활성탄에 대한 아닐린 블루의 흡착 평형, 동역학 및 열역학적 특성을 초기농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 아닐린 블루의 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 통해 해석하였다. Langmuir 모델이 다른 모델들 보다 등온 데이터에 더 잘 맞았다. 평가된 Langmuir 분리계수($R_L=0.036{\sim}0.068$)는 활성탄에 의한 아닐린 블루의 흡착 공정이 효과적인 처리방법이 될 수 있음을 나타냈다. 흡착속도상수는 유사일차속도 모델, 유사이차속도 모델 및 입자내 확산 모델에 적용하여 구하였다. 활성탄에 대한 아닐린 블루의 흡착속도실험 결과는 유사이차 반응속도식에 잘 따랐다. 흡착 메카니즘은 입자내 확산 모델에 의해 경막 확산과 입자내 확산의 두 단계로 평가되었다. 흡착공정에 대한 깁스 자유에너지, 엔탈피 및 엔트로피 변화와 같은 열역학 파라미터들이 평가되었다. 엔탈피 변화(48.49 kJ/mol)은 흡착공정이 물리흡착이고 흡열반응임을 알려주었다. 깁스 자유 에너지는 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 더 높아졌다. 등량흡착열은 흡착제 표면의 에너지 불균일성 때문에 흡착제와 흡착질 사이에 상호작용이 있음을 나타내었다.

나노 크기 칼슘-실리케이트-하이드레이트(C-S-H) 결정이 시멘트 수화에 미치는 영향 분석 (Effect of Nano-sized Calcium-silicate-hydrate (C-S-H) Crystals on Cement Hydration)

  • 김경태;우수지;유성원;최영철
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.153-160
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    • 2023
  • 본 연구에서는 액상반응법을 이용하여 나노 크기의 C-S-H 결정을 합성하고 그 특성을 조사하였다. 합성한 C-S-H 결정을 현탁액 형태로 시멘트 복합체에 첨가하여 시멘트의 수화특성에 미치는 영향을 확인하였다. 최적 응집 형태의 나노 크기 C-S-H 결정을 도출하기 위해 화학혼화제의 양을 변수로 제조하였으며, SEM 사진 분석을 하였다. 합성된 C-S-H 결정외 유해물질을 제거하기 위해 세척 과정을 추가하였다. 세척과정을 거친 C-S-H 결정의 경우 유해물질의 농도가 낮아짐을 확인하였다. 합성된 C-S-H 현탁액은 세척 과정 유무에 따라 제조하였으며, 시멘트 중량대비 함유량을 주요 변수로 하여 시멘트 복합체를 제조하였다. 미소수화열 분석을 통해 C-S-H 결정이 시멘트의 초기 수화특성에 미치는 영향을 확인하였다. 또한, 모르타르 시험체를 제작하여 시간에 따른 압축강도를 측정하였다. 실험결과 나노 크기의 C-S-H 결정이 시멘트 페이스트 내에서 핵 생성처 역할을 하여 시멘트의 초기 수화를 촉진시키며, 초기 압축강도 또한 증가하는 것을 확인하였다.

단축압출기 고체수송부에서의 비등온 열전달 현상에 관한 수치 해석 (Numerical Analysis of the Non-Isothermal Heat Transfer in Solids Conveying Zone of a Single Screw Extruder)

  • 안영철
    • 폴리머
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    • 제29권6호
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    • pp.549-556
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    • 2005
  • 단축압출기의 압출공정에서 고체수송부의 열전달 현상에 미치는 무차원수의 효과를 수치 해석적인 방법으로 연구하였다. 스크루의 기하학적 구조 및 특성에 따른 압출기 내에서의 고체 흐름 상태에 대한 이해를 바탕으로 고체 수송부에 대하여 열 수지 방정식을 세우고 무차원화하였다. 이에 유한체적법과 멱법칙 도식을 적용하여 이산화 방정식을 유도한 다음 반복 대입법과 완화법으로 해를 구하였다. 고체수송부의 열전달 특성을 규정하는 무차원수인 Biot 수와 Peclet 수가 수지 공급부의 온도와 고체수송부의 길이에 끼치는 영향을 조사하였다. Biot 수가 증가하면 냉각에 의한 열 손실이 지배하여 배럴의 온도는 급격히 감소하지만 고체층의 온도와 고체수송부의 길이에 미치는 영향은 적으며, Peclet 수가 증가하면 대류 항이 지배하여 고체층의 온도가 감소하고 고체수송부의 길이가 증가한다.

Homologue Patterns of Polychlorinated Naphthalenes (PCNs) formed via Chlorination in Thermal Process

  • Ryu, Jae-Yong;Kim, Do-Hyong;Mulholland, James A.;Jang, Seong-Ho;Choi, Chang-Yong;Kim, Jong-Bum
    • 한국환경과학회지
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    • 제21권8호
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    • pp.891-899
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    • 2012
  • The chlorination pattern of naphthalene vapor when passed through a 1 cm particle bed of 0.5% (mass) copper (II) chloride ($CuCl_2$) mixed with silicon dioxide ($SiO_2$) was studied. Gas streams consisting of 92% (molar) $N_2$, 8% $O_2$ and 0.1% naphthalene vapor were introduced to an isothermal flow reactor containing the $CuCl_2/SiO_2$ particle bed. Chlorination of naphthalene was studied from 100 to $400^{\circ}C$ at a gas velocity of 2.7 cm/s. Mono through hexachlorinated naphthalene congeners were observed at $250^{\circ}C$ whereas a broader distribution of polychlorinated naphthalenes (PCNs) including hepta and octachlorinated naphthalenes was observed at $300^{\circ}C$. PCN production was peak at $250^{\circ}C$ with 3.07% (molar) yield, and monochloronaphthalene (MCN) congeners were the major products at two different temperatures. In order to assess the effect of a residence time on naphthalene chlorination, an experiment was also conducted at $300^{\circ}C$ with a gas velocity of 0.32 cm/s. The degree of naphthalene chlorination increased as a gas velocity decreased.

에폭시-산무수물 조성물의 경화거동 및 실리카 첨가에 따른 특성변화 연구 (A Study on Cure Behavior of an Epoxy/Anhydride System and Silica Filler Effects)

  • 이충희;김경만
    • 접착 및 계면
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    • 제10권3호
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    • pp.117-126
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    • 2009
  • 에폭시/산무수물 경화제계에 실리카를 필러로 사용하여 에폭시 접착제의 경화거동과 특성을 알아보았다. DSC와 stress rheometer를 이용하여 측정한 에폭시 수지의 경화거동에서는 승온 속도를 증가시키거나 등온에서 경화 온도가 높을수록 gelation 온도는 높아졌으나 경화도는 감소함을 확인하였다. 열 안정성은 실리카 간의 응집 및 수분으로 인해 미세한 질량 감소 차이 외에 실리카 함량에 따른 변화는 없는 것으로 나타났다. 실리카가 첨가된 경화물의 열팽창계수는 실리카를 30 wt% 첨가하였을 때 약 33%의 감소하여 $40ppm/^{\circ}C$ 임을 확인하였다. 동역학적인 물성은 필러를 첨가하지 않은 시편의 저장탄성률(2,377 MPa)에 비해 30 wt%의 실리카 함량이 첨가된 시편의 저장탄성률(3,909 MPa)은 약 60% 증가하였다. 실리카의 표면을 실란 커플링제로 처리한 시편의 경우 저장탄성률이 감소하였다.

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폴리머 복합재의 자가치료용 마이크로캡슐 제조공정 연구 (Manufacturing Process of Microcapsules for Autonomic Damage Repair of Polymeric Composites)

  • 윤성호;박희원;홍순지;이종근
    • Composites Research
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    • 제15권2호
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    • pp.32-39
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    • 2002
  • 본 연구에서는 자가치료제를 저장할 수 있는 마이크로캡슐을 제조하기 위만 공정절차를 제시하고 자가치료제가 저장된 마이크로캡슐을 제조하였다. 이때 자가치료제는 DCPD(dicyclopentadiene), 마이크로캡슐은 요소-포름알데히드 수지로 구성되어 있으며 레이저 회절법을 이용한 입도분석기를 통해 마이크로캡슐의 크기와 입도분포를 측정하였다. 또만 DSC를 통해 자가치료제, 마이크로캡슐 박막을 형성하는 요소-포름알데히드의 수지, 자가치료제가 저장된 마이크로캡슐 등에 대한 열분석을 수행하였으며 자가치료제가 저장된 마이크로캡슐에 대해 TGA를 통해 연속적인 온도증가 및 일정한 온도 조건 하에서의 열안정성을 평가하였다. 연구결과에 따르면 자가치료제가 저장된 마이크로캡슐은 마이크로캡슐의 박막이 연소되기 전까지는 박막 자체가 자가치료제의 증발을 막아 주어 자가치료제를 안정적으로 저장할 수 있음을 알 수 있었다.

전력케이블용 친환경 반도전 컴파운드의 결정화도와 분산 특성의 상관관계에 대한 연구 (A Study on the Correlation Between Crystallinity and Dispersion Characteristics of Eco-Friendly Semiconductive for Power Cable)

  • 한재규;윤준형;성수연;전근배;박동하
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제33권5호
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    • pp.400-404
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    • 2020
  • In this paper, we study the correlation between the crystallinity of semiconductive compounds for eco-friendly power cables and the dispersive properties of carbon black. The crystal structure of the polymer material is advantageous for mechanical properties and heat-resistance. However, the polymer acts as an inhibitor to the dispersibility of carbon black. The purpose of this study is to develop a TPE semiconductive compound technology. The high heat resistance and ultra-smoothness characteristics which are required for high voltage and ultra-high voltage cables should be satisfied by designing and optimizing the structure of a non-crosslinking-type eco-friendly TPE semiconductive compound. The application of excess TPE resin was found to not only inhibit the processability in the compounding process, but also reduced the dispersion properties of carbon black due to higher crystallinity. After the crystallinity of the compound was identified through DSC analysis, it was compared with the related dispersion characteristics. Through this analysis and comparison, we designed the optimal structure of the eco-friendly TPE semiconductive compound.

잉크젯 프린팅된 Cu 박막의 응력해소를 통한 전기적 특성 개선 (The Improvement of Electrical Characteristics of Inkjet-printed Cu films with Stress Relaxation during Thermal Treatment)

  • 이설민;주영창
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.57-62
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    • 2014
  • 미래형 유연소자 개발 시 비용감소 및 공정적합성 개선을 위해 동박을 잉크젯 프린팅법을 이용해 공중합체 유연기판 상 형성하고, 전기적 특성에 열처리 분위기가 미치는 영향을 확인하기 위해 3 종류의 환원분위기에서 열처리를 진행하여 보았다. 그 결과 200도의 낮은 온도에서 환원 특성이 뛰어난 포름산 분위기에서 전도체 수준의 비저항은 얻을 수 있었으나, 열처리 시 발생하는 응력으로 인해 발생된 표면균열에 기인해 그 값이 기존 동박에 비해 매우 높았다. 이에 비정질재료에서 응용되는 응력해소법을 응용하여 표면균열을 억제한 결과 230도 열처리 시 기존 열처리 방법에서는 $7.4{\mu}{\Omega}cm$의 비저항을 보이나, 응력해소를 통한 표면 균열이 억제된 시편에서는 $3.4{\mu}{\Omega}cm$의 비저항 값을 얻을 수 있었다. 특히 등온열처리에 의한 응력해소 효과를 확인하기 위해 동일 온도에서 등온시간 없이 열처리를 진행한 결과, 표면균열이 억제되지 못함을 확인할 수 있었다.

초임계 영역에서 수평관내 $CO_2$ 열전달과 압력강하 (The heat transfer and pressure drop characteristics of $CO_2$ during supercritical region in a horizontal tube)

  • 이동건;오후규;김영률;손창효
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제28권3호
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    • pp.500-508
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    • 2004
  • The heat transfer coefficients during gas cooling process of carbon dioxide in a horizontal tube were investigated. The experiments are conducted without oil in the refrigerant loop. The main components of the refrigerant loop are a receiver, a variable-speed pump, a mass flow meter, a pre-heater, and a gas cooler(test section). The water loop consists of a variable-speed pump, an isothermal tank, and a flow meter. The gas cooler is a counterflow heat exchanger by cooled water flowing in the annulus. The $CO_2$ flows in the horizontal stainless steel tube. which is 9.53mm in O.D. and 7.75mm in I.D. The gas cooler is 6 [m] in length. which is divided into 12 subsections, respectively. The experimental conditions considered in the study are following range of variables : refrigerant temperature is between 20 and $100^{\circ}C$. mass fluxes ranged from 200 to 400kg/($m^2$.s), average pressure varied from 7.5 to 10.0MPa. The main results were summarized as follows : The friction factors of $CO_2$ in the gas cooler show a relatively good agreement with those predicted by Blasius' correlation. The local heat transfer coefficient in the gas cooler has compared with most of correlations, which are the famous ones for forced convection heat transfer of turbulent flow. The results show that the local heat transfer coefficient of gas cooler agrees well with the correlation by Bringer-Smith except that at the region near pseudo critical temperature. while that at the near pseudo critical temperature is higher than the correlation.

폐감귤박으로 제조한 자성 활성탄을 이용한 2,4-디클로로페놀의 흡착특성 (Adsorption Characteristics of 2,4-Dichlrophenol by Magnetic Activated Carbon Prepared from Waste Citrus Peel)

  • 감상규;이민규
    • 공업화학
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    • 제29권4호
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    • pp.388-394
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    • 2018
  • 폐감귤박으로 제조한 자성 활성탄(MAC, magnetic activated carbon)을 이용하여 수용액 중의 2,4-디클로로페놀(2,4-dichlorophenol, 2,4-DCP)을 제거하는 연구하였다. 접촉시간, MAC의 투여량, 용액의 온도, pH 및 2,4-DCP 농도를 변화시켜 MAC에 의한 2,4-DCP의 흡착특성을 조사하였다. 등온 흡착 실험결과는 Langmuir 등온 모델식에 의해 잘 설명되었으며, Langmuir 등온식으로부터 구한 최대 흡착량은 312.5 mg/g이었다. 흡착속도는 유사 2차 속도식에 의해 잘 기술되었으며, 입자 내 확산 모델 자료는 흡착 과정 동안 막 확산과 입자 내 확산이 동시에 일어나는 것을 말해 주었다. 열역학적 파라미터인 ${\Delta}H^o$${\Delta}G^o$는 각각 양의 값과 음의 값을 가지므로 MAC에 의한 2,4-DCP의 흡착은 자발적이며 흡열반응으로 일어나는 것을 알 수 있었다. 흡착실험을 완료한 후 사용한 MAC는 외부에서 자석을 이용하여 쉽게 분리할 수 있었다.