• 제목/요약/키워드: Mass transfer resistance

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Catalytic Membrane Reactor for Dehydrogenation of Water Via gas-Shift: A Review of the Activities for the Fusion Reactor Fuel Cycle

  • Tosti, Silvano;Rizzello, Claudio;Castelli, Stefano;Violante, Vittorio
    • Korean Membrane Journal
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    • 제1권1호
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    • pp.1-7
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    • 1999
  • Pd-ceramic composite membranes and catalytic membrane reactors(CMR) have been studied for hydrogen and its isotopes (deuterium and tritium) purification and recovery in the fusion reactor fuel cycle. Particularly a closed-loop process has been studied for recovering tritium from tritiated water by means of a CMR in which the water gas shift reaction takes place. The development of the techniques for coating micro-porous ceramic tubes with Pd and Pd/Ag thin layers is described : P composite membranes have been produced by electroless deposition (Pd/Ag film of 10-20 $\mu$m) and rolling of thin metal sheets (Pd and Pd/Ag membranes of 50-70 $\mu$m). Experimental results of the electroless membranes have shown a not complete hydrogen selectivity because of the presence of some defects(micro-holes) in the metallic thin layer. Conversely the rolled thin Pd and Pd/ag membranes have separated hydrogen from the other gases with a complete selectivity giving rise to a slightly larger (about a factor 1.7) mass transfer resistance with respect to the electroless membranes. Experimental tests have confirmed the good performances of the rolled membranes in terms of chemical stability over several weeks of operation. Therefore these rolled membranes and CMR are adequate for applications in the fusion reactor fuel cycle as well as in the industrial processes where high pure hydrogen is required (i.e. hydrocarbon reforming for fuel cell)

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열싸이폰을 이용한 잠열축열시스템의 성능실험(II) - 일정한 온도의 가열유체를 사용한 경우 - (Performance of a Latent Heat Storage System Using Two-Phase Closed Thermosyphon(II) - The Case of Constant Temperature Heating Fluid)

  • 김태일;김기현
    • 태양에너지
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    • 제12권3호
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    • pp.37-46
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    • 1992
  • 상변화 물질로 Paraffin wax를 사용한 잠열축열 시스템의 축열성능을 실험을 통하여 조사하였다. 가열유체로는 ethylene glycol을 사용하였고 왁스로의 전열을 위해 열싸이폰을 사용하였다. 왁스의 유효열전도율을 높이기 위해 여러장의 구리망을 왁스에 넣었고 실험은 체적비 2%, 3%, 4%에 대해 유량을 변화시키며 수행하였으며 몇가지 주요결과는 다음과 같다. (1) 구리망은 열전도를 촉진시켜 왁스의 온도를 균일화 하는 역할을 한다. (2) 구리망수의 증가는 열전도를 향상시키는 반면 응해된 왁스의 대류작용을 억제한다. (3) 축열시스템에 최적인 구리망의 수가 존재하며 이 연구에서는 체적비로 나타낼 때 $3{\sim}4%$인 것으로 나타났다.

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구연산 기반 구리-니켈 합금도금에 대한 분광학적/전기화학적 특성 연구 (Spectroscopic and Electrochemical Study on the Citrate-based CuNi Codeposition)

  • 이주열;임성봉;김만;정용수
    • 한국표면공학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.117-123
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    • 2011
  • We investigated the spectroscopic and electrochemical properties of the citrate-based CuNi solution at different solution pH and analyzed various surface properties of CuNi codeposition layer. By combining UV-Visible spectroscopic data with potentiodynamic polarization curves, it could be found that the complexation of $Ni^{2+}$-citrate pair was completed at lower solution pH than $Cu^{2+}$-citrate pair and was affected by the coexistent $Cu^{2+}$ ions, while the complexation between $Cu^{2+}$ ions and citrate was not sensitive to the presence of $Ni^{2+}$ ions. Also, the electron transfer from cathode to $Cu^{2+}$-citrate and$Ni^{2+}$-citrate was hindered by strong complexation between $Cu^{2+}/Ni^{2+}$ ions and citrate and so apparent codeposition current densities were reduced as the solution pH increases. CuNi codeposited layers had a higher Cu content when they were prepared at high pH solution due to the suppression of Ni deposition, and when codeposition was executed in an agitated condition due to the acceleration of mass transfer of $Cu^{2+}$ ions in the solution. Actually, solution pH had little effect on the surface morphology and deposits orientation, but greatly influenced the corrosion resistance in 3.5% NaCl solution by modifying the chemical composition of CuNi layers and so pH 3 was expected as the most suitable solution pH in the viewpoint of corrosion coatings.

Cyclosporin A 고정상 발효에서 효율인자의 계산을 통한 고정화 담체의 최적크기 결정 (Determination of Optimum Bead Size by Calculating Effectiveness Factors in Cyclosporin A Fermentation by Immobilized Cells)

  • 전계택;이태호장용근
    • KSBB Journal
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    • 제11권1호
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    • pp.30-36
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    • 1996
  • Cyclosporin A 고정화배양과 현탁배양의 결과를 바탕으로 각각의 배양의 경우에 따른 비성장속도의 포도당에 대한 Monod 속도식을 제안하고 그에 필요 한 매개변수들을 구하였다. 고정화 배양이 현탁배양 에 비해 높은 ${\mu}m$와 낮은 Km 값을 갖는 것으로 나 타났는데 이는 고정화 균체의 우수한 활성과 기질에 대한 높은 친화도에 기 인한 것으로 보인다. 고정상 발효의 경우, 구한 매개변수들을 담체내에서의 물질 전달 및 반응속도의 정도를 나타내는 효율인자 값을 계산하는데 이용하였다. 중요한 고정화 공정변수인 담체크기, 균체부하의 정도가 기질의 확산저항에 미 치는 영향을 고려하여 효율인자값을 계산한 결과, 적절한 담체의 크기는 반경 $100 ~ 500{\mu}m$로 나타났 다. 고정화세포배양시 담체내의 균체의 균일한 분포 및 활성도의 유지를 위해서, 적정한 담체입자크기를 결정한 후 균체부하량을 조절하여 고정화 공정을 운 영하는 것이 중요한 것요로 판명되었다.

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저온 상변화 물질 특성을 이용한 태양열 물펌프 실용화 연구개발(II) ­시스템 구성 및 작동분석 (Development of a Solar Powered Water Pump by Using Low Temperature Phase Change Material ­ System Construction and Operation Analysis ­)

  • 김영복;이양근;이승규;김성태;나우정;민영봉
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.69-78
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    • 2003
  • 태양열을 동력원으로 하여 열에너지를 동력으로 변환, 물을 양수할 목적으로 저온 상변화물질인 펜탄을 작동물질로 하는 에너지변환장치를 제작하여 실험하였다. 장치는 각부의 크기를 그 기능과 상호작용 원리에 따라 논리에 맞게 최적 설계하였다. 장치의 제작 후 실험을 통하여 그 운전 특성을 분석하여 성능향상에 필요한 자료를 획득하고자 하였다. 작동물질인 펜탄을 가열하는 탱크 내부의 온도는 사이클 경과시간에 따라 약 $40­86^{\circ}C$ 범위에서 변동하고 있었으며, 물탱크내 온도 약 $23­24^{\circ}C$, 공기탱크 내 온도 $22­23.5^{\circ}C$ 범위에서 비교적 일정하게 유지되고 있었다. 응축기내의 온도와 냉각수출구 온도는 냉각수입구 온도수준에 따라 정의 상관관계로 변하고 있는 것을 알 수 있었으며, 또한 열 교환 능력도 냉각수 온도수준이 낮을수록 커진다는 것을 확인하였다. 물탱크 내 온도와 응축기내 온도가 상당히 차이가 나므로 물탱크와 응축기와의 연결거리를 최소화하고 연결파이프 크기를 큰 것으로 하여 내부물질이동 저항을 줄이는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 실험 중 양수량은 1.6­2.4 liter로 나타났으며, 냉각시간의 수준에 따른 물탱크내의 흡입물높이 상승은 차이를 나타내지 않았다. 응축기로부터의 냉각수 배출파이프가 연장되지 않은 경우 냉각수 유량이 5.9 liter/min 이었으나 연장파이프가 있을 때는 2.3 liter/min으로 나타났다. 이러한 현상에서 양수하는 물의 온도가 낮고 유량이 부족한 경우에는 연장파이프를 이용하는 것이 좋고, 냉각수치 양은 풍부하지만 그 온도가 낮지 않은 경우에는 연장파이프를 이용하지 않는 것이 좋다는 사실을 알 수 있다. 실험에서의 응축기내 냉각수의 최대 열교환량은 95.75 kJ/min로 나타났다. 작동물질가열탱크와 기액 분리탱크 내의 압력은 0.13­0.14 MPa.a, 물탱크와 응축기내의 압력은 약 0.11 MPa.a정도로 나타났다.

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Molecular dynamics study of liquid sodium film evaporation and condensation by Lennard-Jones potential

  • Wang, Zetao;Guo, Kailun;Wang, Chenglong;Zhang, Dalin;Tian, Wenxi;Qiu, Suizheng;Su, Guanghui
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권8호
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    • pp.3117-3129
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    • 2022
  • Deeply understanding the phase change of thin liquid sodium film inside wick pore is very important for further studying high-temperature sodium heat pipe's heat transfer. For the first time, the evaporation and condensation of thin liquid sodium film are investigated by the Lennard-Jones potential of molecular dynamics. Based on the startup and normal operation of the sodium heat pipe, three different cases are simulated. First, the equilibrium is achieved and the Mass Accommodation Coefficients of the three cases are 0.3886, 0.2119, 0.2615 respectively. Secondly, the non-equilibrium is built. The change of liquid film thickness, the number of gas atoms, the net evaporation flux (Jnet), the heat transfer coefficient (h) at the liquid-gas interface are acquired. Results indicate that the magnitude of the Jnet and the h increase with the basic equilibrium temperature. In 520-600 K (the startup of the heat pipe), the h has approached 5-6 W m-2 K-1 while liquid film thickness is in 11-13 nm. The fact shows that during the initial startup of the sodium heat pipe, the thermal resistance at the liquid-gas interface can't be negligible. This work is the complement and extension for macroscopic investigation of heat transfer inside sodium heat pipe. It can provide a reference for further numerical simulation and optimal design of the sodium heat pipe in the future.

제조용 액체 크로마토그래피에서 HETP에 영향을 미치는 인자 (Factors Affecting HETP in Preparative Liquid Chromatography)

  • 최두찬;최대기;노경호
    • 공업화학
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    • 제7권5호
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    • pp.985-991
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    • 1996
  • HETP(Height Equivalent to a Theoretical Plate)는 크로마토그래피 공정에서 관의 효율을 나타내는 정량적 인자이다. 본 연구에서는 시료의 농도와 주입량, 이동상의 유속과 조성이 제조용 액체 크로마토그래피의 HETP에 미치는 영향을 고찰하였다. 시료는 thymidine이고 이동상은 1.5~5.5ml/min의 유속에서 일정용매조성법으로 물과 organic modifier로서 메탄올을 사용하였으며 제조용 크로마토그래피 column은 길이가 500mm, 내경이 9.8mm이다. 시료의 농도와 주입부피 및 유속이 증가함에 따라 HETP는 거의 선형적으로 증가하여 관의 효율이 감소하였다. 시료 주입부피의 영향은 관의 효율에 매우 중요하게 작용하여 동일한 주입량에 대하여 주입부피가 10배로 증가함에 따라 HETP는 약 2배 정도로 커졌다. 이동상의 유속이 증가함에 따라서 HETP는 주로 이동상과 고정상의 물질전달저항에 의해서 증가하였다.

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Zn-Co 합금도금의 조성에 미치는 전해조건의 영향 (Effect of Electrolytic Condition on Composition of Zn-Co Alloy Plating)

  • 강수영
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권11호
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    • pp.287-292
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    • 2017
  • 자동차 부품에 Zn의 전기도금이 적용되고 있다. Zn 도금은 내식성을 증가시키기 위해 두께를 증가시키고 있다. 도금층의 두께가 증가함에 따라 전기도금 층이 파괴되는 문제가 제기되고 있다. Zn계 합금의 전기도금은 내부식성 향상 및 도금 두께 감소를 위해 연구되어 있다. 여러 합금 도금 중에 Zn-Co 합금 도금은 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 온도, 전류 밀도 및 전해용액 속 Co 함량과 같은 다양한 제조 조건에서 Zn-Co 전착의 조성을 조사하여 시료의 Co 함량에 대한 전기도금 조건의 영향을 파악하였다. 그 결과는 음극 과전압 및 확산 계수에 의해 설명하였다. 전류 밀도가 증가하고, 전해액 온도가 감소하고, 전해액 농도가 감소함에 따라 음극의 과전압이 증가한다. 음극의 과전압이 증가함에 따라 활성화분극보다 농도분극이 중요하게 된다. 농도분극은 확산 층 내에서 물질 전달은 확산에 의해 결정된다. 일정한 농도분극에서는 확산계수가 큰 원소가 다량 확산하게 된다. 즉 음극의 과전압이 증가함에 따라 확산계수가 큰 Zn 함량이 증가한다.

Polyamide 역삼투막의 투과성능과 막 이동 모델의 해석 (Interpretation of Permeation Characteristics and Membrane Transport Models Through Polyamide Reverse Osmosis Membrane)

  • 김노원;김영길;이용택
    • 멤브레인
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    • 제14권1호
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    • pp.75-84
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    • 2004
  • 폴리아미드계 역삼투 분리막의 투과성능을 비교하기 위하여 NaCl과 NaOCl을 함유하는 혼합용액을 공급수로 사용하여 연속운전과 단속운전 하에서 실험하여 보았다. 이 결과를 가지고 막 이동 모델의 선택적 적용이 가능함을 제시하고자 하였으며 투과 성능 분석 결과, 용액 확산 모델과 선흡착-모세관이동 모델이 운전 모드에 따라 상대적으로 유용함을 볼수 있었다. 연속 운전에서는 선흡착-모세관이동 모델을, 단속 운전에서는 용액 확산 모델을 따름을 알 수 있었다 NaOCl에 의한 표면 변화를 SEM 사진을 통하여 확인 할 수 있었다. 연속운전 후의 막은 염소 투과 결과 표면에서 부분적인 ridge and valley 구조가 나타났으며 단속 운전 후의 막은 표면 전반에서 변성이 일어난 것을 볼 수 있었다.

BaTiO3 PTC 써미스터의 미세구조 및 전기적 특성에 대한 SiO2 영향 (The Effect of SiO2 on the Microstructure and Electrical Properties of BaTiO3 PTC Thermistor)

  • 전명표
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.22-26
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    • 2013
  • PTCR ceramics of $(Ba_{0.998}Sm_{0.002})TiO_3+0.001MnCO_3+xSiO_2$ (x=1, 2, 3, 4, 5, 6 mol%) were fabricated by solid state method. Disk samples of diameter 5 mm and thickness about 1mm were sintered at $1,290^{\circ}C$ for 2 h in reduced atmosphere of $5%H_2-95%N_2$ followed by re-oxidation at $600^{\circ}C$ for 30 min. in $20%O_2-80%N_2$.and their microstructures and electrical properties were investigated with SEM and Multimeter. The color of sintered samples was strongly dependent on $SiO_2$ content showing that the color of samples with $SiO_2$ of 1~2 mol% was gray but that of samples with $SiO_2$ of 4~6 mol% was changed from gray to blue, which seems to be related with the reduction of samples due to the oxygen vacancies created during the sintering in reduced atmosphere. $SiO_2$ content had a great influence on the microstructure and the electrical properties. With increasing $SiO_2$ content, the grain size of samples increased and the resistivity as well as the resistivity jump ($R_{285}/R_{min}$) decreased, which is considered to be attributed to the resistivity change at grain interior and grain boundary due to the fast mass transfer through $SiO_2$ liquide phase during the sintering. Samples with 2 mol% $SiO_2$ has the resistivity of $202{\Omega}cm$ and the resistivity jump of 3.28. It is expected that $SiO_2$ doped $BaTiO_3$ based PTC ceramics can be used for multilayered PTC thermistor due to the resistance to the sintering in reduced atmosphere.