• 한국환경과학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.541-548
• /
• 1998

Aqueous phase adsorption of phenols by granular activated carbon was studied in a batch adsorption vessel. Adsorption Isotherms of phenol(Ph), p-chlorophenol(PCP) and p-nitrophenol (PNP) from aqueous solution on granular activated carbon have been obtained. The experimental data were analyzed by the surface and pore diffusion models. Both models could be applied to predict the adsorption phenomena. However, the pore diffusion model was slightly better than the surface diffusion model In representing the experimental data for the initial concentration changes. Therefore, the pore diffusion model was used to predict the change of operating variables such as the agitation speed and Particle size of adsorbent which have influence on the film resistance and intraparticle diffusion.

• 펄프종이기술
• /
• 제30권3호
• /
• pp.46-56
• /
• 1998

The objective of this study was to investigate the relationship between water vapor diffusion properties and the pore structure of paper. Gas-phase molecular diffusivity of water vapor through pores was determined based on the kinetic theory of gas. A mathematical model was derived to characterize the dimensional changes of the pore caused by the fiber-swelling mechanism. A modified-Fickean diffusion model was designed to simulate the water-vapor diffusion phenomena in porous paper web. Structural characterisocs of paper pores including the tortuosity and the shape factor was studied on a theoretical basis of Knudsen flow diffusion. Results are summarized as follows: 1. The theoretical water vapor diffusivity in gas-phase was 0.092$cm^2$ /min, 2. Porosity was inversely proportional to the degree of wet-swelling of paper, 3. Solid-phase water-diffusivity of fiber was 1.2 $ \times 10^{-5}cm^2/min$, 4. Modified diffusion model was fairly consistent to the experimental data (from part I), and 5. The Fickean pore tortuosity, ranging from 1,000 to 2,500, was in inverse proportion to the porosity of paper, and the Knudsen shape factor and length-angle factor for micro-pores in paper were 0.5~3.5 and about 340, respectively.

• 멤브레인
• /
• 제12권4호
• /
• pp.207-215
• /
• 2002

한정된 미세공간에서의 제한확산(hindered diffusion)은 멤브레인 기공(pore)에서 입자들의 운동에 의해 결정되는 여과 메카니즘을 매우 미세한 수준에서 이해하는데 중요한 현상이다. 구형(spherical) 콜로이드 입자에 비해 보다 복잡한 형태(conformation)인 고분자사슬 구조를 갖는 다가전해질(polyelectrolyte)의 제한확산 거동에는 다양한 인자들이 관련되어 있기 때문에, 이론 접근은 물론 실험적 접근도 한층 어려운 것이 사실이다. 본 연구에서는, 슬릿형 미세기공에 한정되어 있는 단일한 다가전해질(single polyelectrolyte)에 coarse-grained bead spring model과 먼거리(long-range) 정전상호작용(electrostatic interaction)인 Debye-Huckel potential을 적용하여 분자시뮬레이션 기법인 브라운 동력학 모사를 수행하였다. 기공과 다가전해질 사슬(Polyelectrolyte chain)의 주어진 크기에서, 용액의 전해질 이온농도가 감소함에 따른 사슬의 신장(extension)효과는 제한확산계수를 감소시켰고, 기공 벽면의 하전성은 제한확산계수를 더욱 감소시켰다. 이는, 다가전해질 사슬(polyelectrolyte chain)의 입체적 장애(steric hindrance)와 함께 정전반발력이 미세기공에서의 확산이동을 억제함을 의미한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권2호
• /
• pp.99-103
• /
• 2010

다공성 매질상에서 유체와 용질의 이동은 Mobile zone과 Immobile zone으로 분리해서 분석하는 Mobile-Immobile Zone Model을 이용하여 쉽게 현상을 구현할 수 있었으나 본 연구에서는 2차원 4각형태의 pore 상에서 확산주도영역(Immobile zone)으로 들어가고 나오는 용질의 확산에 관한 새로운 Analytic solution을 유도하여 기존 MIM Zone model과 비교 분석하였다. 새롭게 유도된 Analytic solution은 기존의 MIM model 과 비교했을때 충분히 오랜시간이 경과한 후에는 해의 일치를 보이지만 MIM model의 경우 초기 농도값이 주입된 실제 농도보다 약 20 % 낮게 나타난다. Mass-transfer 계수, $\alpha$는 일반적으로 시간의 흐름에 따라 감소하게 되는데 일정 시간이 경과하게 되면 안정화 되고 일정함을 유지하며 그 시간은 무차원으로 약 ${\tau}_0=0.15$이다. 또한 $\alpha$는 분자확산과 비례하며 Immobile 영역의 깊이와 반비례하는 반면 작은 시간이 경과한 후에는 시간에 종속되어진다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.46-53
• /
• 2011

Water is continuously produced in polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), and is transported and exhausted through polymer electrolyte membrane (PEM), catalyst layer (CL), microporous layer (MPL), and gas diffusion layer (GDL). The low operation temperatures of PEMFC lead to the condensation of water, and the condensed water hinders the transport of reactants in porous layers (MPL and GDL). Thus, water flooding is currently one of hot issues that should be solved to achieve higher performance of PEMFC. This research aims to study liquid water transport in porous layers of PEMFC by using pore-network model, while the microscale pore structure and hydrophilic/hydrophobic surface properties of GDL and MPL were fully considered.

• Computers and Concrete
• /
• 제7권5호
• /
• pp.421-435
• /
• 2010

This paper utilizes the modified Davis model and the mode coupling theory, as parts of the electrolyte solution theory, to investigate the diffusivity of the ion in concrete. Firstly, a computational model of the ion diffusion coefficient, which is associated with ion species, pore solution concentration, concrete mix parameters including water-cement ratio and cement volume fraction, and microstructure parameters such as the porosity and tortuosity, is proposed in the saturated concrete. Secondly, the experiments, on which the chloride diffusion coefficient is measured by the rapid chloride penetration test, have been carried out to investigate the validity of the proposed model. The results indicate that the chloride diffusion coefficient obtained by the proposed model is in agreement with the experimental result. Finally, numerical simulation has been completed to investigate the effects of the porosity, tortuosity, water-cement ratio, cement volume fraction and ion concentration in the pore solution on the ion diffusion coefficients. The results show that the ion diffusion coefficient in concrete increases with the porosity, water-cement ratio and cement volume fraction, while we see a decrease with the increasing of tortuosity. Meanwhile, the ion concentration produces more obvious effects on the diffusivity itself, but has almost no effects on the other ions.

• Computers and Concrete
• /
• 제4권2호
• /
• pp.157-166
• /
• 2007

The paper considers a theoretical model to study sulfate ion diffusion in saturated porous media - cement based mineral composites, accounting for simultaneous effects, such as filling micro-capillaries (pores) with ions and chemical products and liquid push out of them. Pore volume change and its effect on the distribution of ion concentration within the specimen are investigated. Relations for the distribution of the capillary relative radius and volume within the composite under consideration are found. The numerical algorithm used is further completed to consider capillary size change and the effects accompanying sulfate ion diffusion. Ion distribution within the cross section and volume of specimens fabricated from mineral composites is numerically studied, accounting for the change of material capillary size and volume. Characteristic cases of 2D and 3D diffusion are analyzed. The results found can be used to both assess the sulfate corrosion in saturated systems and predict changes occurring in the pore structure of the composite as a result of sulfate ion diffusion.

• 자원리싸이클링
• /
• 제9권1호
• /
• pp.21-26
• /
• 2000

고탄소페로망간을 중.저탄소페로망간으로 제조하는 AOD공정의 Bag filter에 포집된 분진은 약 90%가 $Mn_3O_4$인 망간산화물이다. 분진의 입도는 5$\mu\textrm{m}$이하이고, 입자들은 직경이 10nm정도인 미립자들의 응집체로서 구형이다. 분진에서 망간을 질산으로 침출할 때의 최대침출율은 약 67%이며,비정질의 $MnO_2$가 잔류한다. 침출속도는 온도가 증가함에 따라 빨라지고 고농도의 질산에서는 늦어졌다. 침출속도를 여러 침출모델에 적용한 결과는 pore diffusion model에 일치하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
• /
• pp.59-62
• /
• 1998

1. 서론 : 막내부에서 물질전달을 설명하는 이론으로 현재 solution-diffusion model과 pore-flow model 두 가지가 있다. 이 중에서 흡착, 확산, 탈착의 3과정을 거치는 solution-diffusion model이 주로 사용되고 있다. 본 연구에서는 solution-diffusion model 에서 상호확산계수를 구하기 위해서 Vrentas-Duda식을 이용하여 자기확산계수를 구하고 Bearman식으로부터 상호확산계수를 구하는 과정을 UNIFAC-FV와 modified UNIFAC-FV을 이용하여 계산하였으며 Flory-Huggins식을 이용한 기존방법과 비교하였다.(생략)

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권11호
• /
• pp.4664-4670
• /
• 2010

본 연구에서는 기존 MIM Zone model과 새로이 유도한 모델과 비교를 통해 몇가지 결론을 도출하였다. MIM model 이 적용되면 immobile 영역에서의 초기농도는 기공의 형태에 의해 달라지는 보정계수에 의해 실제농도보다 저평가되었으며 이는 오직 확산이 기공의 가장 깊은 부분까지 시행된 이후에 유효함을 확인하였다. 물질이동계수, $\alpha$는 기공의 깊이에 따라 반비례하며, 유동 구역의 유속에는 종속되어지지 않는다. 기존의 MIM model 은 확산주도영역의 농도가 급속하게 감소하는 현상을 보여주는데 새로이 유도된 모델의 경우도 충분한 시간이 경과한후 비슷한 현상을 보였으며 이는 기존의 여러 실험에서 관찰된 power-law BTC 의 상반되는 결과를 보여준다.