• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.452-457
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• 2005

실리카라이트 폼에 $0.2{\mu}m$ 정도의 가는 MFI 제올라이트 입자를 담지하여 만든 폼(foam) 촉매에서 n-옥탄의 분해반응을 조사하였으며, 생성물 분포에 Delplot 기법을 적용하여 반응기구를 고찰하였다. 담지된 MFI 제올라이트의 Si/Al 몰비는 25로 추정되며, 담지량은 실리카라이트 폼의 25 wt％이었다. 겉보기 밀도는 $0.11g{\cdot}cm^{-3}$로 낮아 촉매 충전량을 0.02 g에서부터 0.5 g까지 바꿀 수 있어서 압력손실 없이 반응물과 생성물의 체류시간을 폭 넓게 조절하였다. 촉매 충전량이 많아지면 n-옥탄의 전환율과 올레핀 수율이 높아졌다. 촉매를 조금 사용하였을 때 생성물 분포는 단순하여 양성자 분해기구로 설명할 수 있었다. 촉매 사용량이 많아지면 분해 생성물의 추가 반응이 진행되어 반응성이 낮은 올레핀과 파라핀의 함량이 많아지며 생성물 분포가 복잡해졌다.

• KSBB Journal
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• 제16권6호
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• pp.603-608
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• 2001

낮은 농도 (0.41 g/㎥)에서 바이오필터 장치의 제거효율은 5 L/min과 10L/min에서 각각 30~70% 이상을 보여주는 반먼에 고농도 (1.23 g/㎥)에서의 효율은 10~60%이다. 그리고 Synthesized media를 담체로 사용한 바이오필터의 성능이 다른 바이오필터에 비하여 좋지 않았으며, barks를 사용한 바이오필터에 비하여 좋지 않았으며, barks를 사용한 바이오필터의 제거율이 입구농도 0.8g/㎥에서 약 70%로 가장 좋은 성능을 보였다. 이는 합성담체가 porous하여 그 보습능력이 다른 담체들에 비하여 떨어지기 때문임을 알 수 있었다. 바이오필터가 제거할 수 있는 공기중의 톨루엔양은 입구의 단위 시간당 농도를 증가시킴으로써 제거량이 증가함으로 알 수 있었으며, barks를 담체로 사용한 바이오필터의 제거량이 유입 부하량 40 g/㎥에서 최대 30 g/㎥으로 가장 우수한 것으로 나타나, 수분 및 활성의 유지가 안돼는 악의 조건하에서의 바이오필터 적응능력 면에서는 bark를 사용하는 것이 가장 바람직함을 알 수 있었다. 한편 바이오필터의 우수한 거동을 위해서는 필터층의 적당한 수분함량 조절이 가장 필수적이며, 각 바이오필터의 pH 변화는 7~8로써, 중성영역을 유지하는 것이 바람직하였다. 모든 바이오필터 시스템에서 압력강하는 0.054 cm$H_2O$/m로서 무시할 만큼 낮았고, 특히 합성담체의 경우에 다른 담체들에 비하여 압력손실이 현저히 낮았다.저히 낮았다.

• 공업화학
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• 제24권4호
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• pp.433-437
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• 2013

다공질 세라믹 막을 사용하는 플라즈마-촉매 반응기에서 휘발성유기화합물의 분해가 수행되었다. 저압차 촉매 지지체로 사용된 세라믹 막에 광촉매인 산화아연을 담지하여 휘발성유기화합물의 산화 성능을 개선하고자 하였다. 교류 고전압에 의해 구동되는 플라즈마가 다공질 세라믹 막 내에서 전개되면서 휘발성유기화합물의 분해에 이용되는 라디칼, 오존, 이온, 여기상태 분자 등 다양한 활성성분을 생성하게 된다. 반응기에 공급되는 고전압이 증가함에 따라 플라즈마가 점차 방사방향으로 전개되어, 일정 전압을 넘어서면 세라믹지지체 전체적으로 균일한 플라즈마가 생성되었다. 휘발성유기화합물 분해 성능 평가에는 에틸렌이 이용되었다. 전기에너지밀도, 반응기 입구 에틸렌 농도, 촉매 담지 여부, 기체 조성에 따른 에틸렌 분해효율이 조사되었다. 같은 에너지 밀도에서 비교하면 산화아연이 담지된 촉매에서의 에틸렌 분해 효율이 담지되지 않은 경우보다 더 높은 것으로 나타났으며, 기체 조성 변화 실험을 통해 폐가스의 주요 구성성분인 산소와 질소 모두 에틸렌의 분해를 개시하는데 중요한 역할을 함을 알 수 있었다. 일반적인 기상반응과 달리, 플라즈마 반응기에서의 에틸렌 분해 반응은 활성 성분의 양에 의해 지배되므로, 방전 전력이 동일할 경우 에틸렌 농도가 높아질수록 분해효율이 저하되었다.

• 공업화학
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• 제29권4호
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• pp.382-387
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• 2018

본 연구에서는 Pd-Ni-YSZ 촉매의 형태 및 공급되는 가스 조성에 따른 수증기-이산화탄소 복합개질 반응 특성을 평가하였다. 촉매는 분말 형태와 다공성 디스크 형태로 제조되었으며 주입 가스는 $CH_4/CO_2/H_2O$ ratio를 각각 다르게 하여 공급하였다. 그 결과 분말 형태의 촉매와 비교하여 다공성 디스크 형태 촉매를 사용하였을 때 $CH_4$와 $CO_2$ 전환율이 전반적으로 향상되었으며, 공급가스의 $CH_4/CO_2/H_2O$ ratio를 1 : 0.5 : 0.5로 하였을 때 $H_2/CO$ ratio가 2에 가깝게 조절되었다. 하지만 탄소침적에 의해 반응 시작 6 h 이후 $CH_4$ 전환율이 일부 감소하였으며 압력 강하가 0.1에서 0.8로 증가하였다. 이를 해결하기 위하여 공급되는 가스의 $CH_4/CO_2/H_2O$ ratio를 조절하여 수분 비율을 최적화한 결과, 1 : 0.5 : 1의 비율로 가스를 공급할 경우 탄소 침적 방지를 통한 내구성 확보가 가능하였으며 전환율 역시 비교적 높은 수준으로 유지됨을 확인하였다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제15권4호
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• pp.191-202
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• 2019

In this study, performance (particle removal efficiency and breathing resistance) of several commercially available face masks (electrostatic filter masks (KF80 certified), a nanofiber filter mask (KF80 certified), and an uncertified mask) with their filter structure and composition were evaluated. Also, effects of relative humidity (RH) of incoming air, water and alcohol exposure, and reusability on performance of face masks were examined. Monodisperse and polydisperse sodium chloride particles were used as test aerosols. Except the uncertified mask filter, PM_2.5 removal efficiency was found to be higher than 90%, and the nanofiber filter mask had the highest quality factor due to the low pressure drop and high removal efficiency (nanofibers were arranged in a densely packed pore structure and contained a significant amount of fluorine in addition to carbon and oxygen). In the case of the KF80 certified mask, the removal efficiency was little affected when the RH of incoming air increased. When the mask filters were soaked in water, the removal efficiency of mask filters was degraded. In particular, the uncertified mask filter showed the highest removal efficiency degradation (26%). When the mask was soaked in alcohol, the removal efficiency also decreased with the greater degree than the water soaking case. The nanofiber mask filter showed the strongest resistance to alcohol exposure among tested mask filters. During evaluation of reusability of masks in real life, the removal efficiency of certified mask filter was less than 4% for 5 consecutive days (2 hours per day), while the removal efficiency of uncertified mask filter significantly decreased by 30% after 5 days.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권3호
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• pp.127-138
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• 2016

디젤 차량의 유해배출가스인 질소산화물 저감을 위해서는 정화성능이 우수한 요소첨가 선택적 촉매환원장치가 장착되어야 한다. 본 연구에서는 3차원 오일러리안-라그랑지안 전산유체해석을 통해 요소첨가 선택적 촉매환원장치의 수송현상에 따른 화학반응과 다상유동 특성을 수치적으로 예측한다. 이때, 수치적인 분무형상은 가시화실험에서 측정된 분사속도, 분무관통길이, 분무반경, 평균액적지름과 비교를 통해 보정되었다. 그리고 해석 결과는 실제 엔진 및 차량 시험에서 측정한 질소산화물 저감효율과 비교를 통해 검증되었으며, 상대오차 5% 이하의 정확도를 보여준다. 검증된 전산모델은 요소첨가 선택적 촉매환원장치의 내부유동해석에 사용되었으며, 이를 통해 압력강하와 속도증가 특성을 분석하고, 암모니아의 농도균일도와 과잉분포 위치를 예측한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.783-789
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• 2012

본 연구에서는 나선형 튜브내의 난류 열전달 및 하중 특성을 수치해석 방법을 이용하여 파악하였다. 열교환기와 같은 공학적 설비에서 관내 열전달을 향상시키기 위해 튜브의 형상을 나선형으로 설계한다. 이에 나선형 튜브내의 열전달 및 난류 특성에 대한 많은 실험적 연구가 이루어 졌으나, 대부분의 연구가 압력 강하 및 열전달 상관관계에 초점이 맞추어 진행되었다. 나선형 튜브내의 유동은 원심력에 의해 튜브 바깥쪽에서는 상대적으로 높은 열전달 및 전단응력이 발생하지만, 안쪽에서는 낮은 열전달 및 전단응력이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 튜브의 원주방향으로 발생하는 전단 응력 및 Nusselt 수의 변화를 Reynolds 수와 나선 코일의 지름을 변경하며 정량적으로 살펴보았다. 나선 코일 안쪽에서 국부적인 전단응력과 열전달율이 크게 낮게 특정되었으며, 이는 튜브 재질의 안정성에 영향을 미칠 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 마찰계수와 Nusselt 수에 대한 기존 상관관계식을 검증하였으며, 직관에서의 마찰계수와 Nusselt 수의 상관관계식이 나선형 튜브의 형상에도 적용될 수 있음을 관측하였다. 본 연구의 결과는 열교환기나 증기발생기의 안전성 평가를 위해 중요한 데이터로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.150-152
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• 2019

본 연구에서는 3차원 수치조파수조기법을 이용하여 연안 구조물로 인한 파동장의 변화가 진동수주 파력발전장치의 유체동역학적 성능에 미치는 영향에 대한 분석을 수행하였다. 진동수주 파력발전장치는 선형 압력강하모델을 도입을 통해 시간에 따른 터빈-진동수주실간의 연성효과를 고려하여 수치적으로 모사하였다. 방파제 모델의 고려유무에 따라 반사특성의 변화로 인해 진동수주실 주변의 유동분포는 서로 다른 것으로 나타났다. 방파제로부터 포획된 파랑에너지는 방파제 전면의 평면상에 공간적으로 분포되었는데, 진동수주실 전면에 집중된 경우에 변환된 공력발전량은 급격히 높아졌다. 정상파 분포의 변화는 입사파장과 방파제의 길이의 관계에 따라 반복적으로 나타났으며, 이로 인한 진동수주실의 에너지변환 성능의 차이를 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권3호
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• pp.337-343
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• 2009

선택적 고체순환을 위한 신개념 2탑 유동층 공정에 적용하기 위해 고체분리기와 고체순환시스템을 개발하였다. 고체분리기에 의한 고체분리속도는 고체분사노즐의 유속, 고체층 높이, 고체분사노즐의 직경이 증가함에 따라 증가하였으며 유동화 속도의 영향은 크지 않았다. 본 연구에서 개발한 고체분리기를 이용하여 굵은입자($212{\sim}300{\mu}m$)와 고운입자($63{\sim}106{\mu}m$)의 분리가 가능하였으며 고체분리속도는 66~453 g/min의 범위를 나타내었다. 고체순환시스템의 고체순환속도는 고체분사노즐의 유속, 고체층 높이, 고체유입구멍의 개수가 증가함에 따라 증가하였으며 유동화 속도의 영향은 크지 않았다. 본 연구에서 개발한 고체순환시스템을 이용하여 고운입자의 순환이 가능하였으며 고체순환속도는 65~390 g/min의 범위를 나타내었다. 본 연구에서 개발된 고체분리기와 고체순환시스템을 적용하여 선택적 고체순환이 가능한 2탑 유동층 공정을 구성하였으며 장기연속운전 가능성을 확인하기 위해 약 20시간까지 고체분리-순환 장기연속운전을 실증하였다. 두 유동층의 압력강하 값과 고체분리속도가 안정적으로 유지되어 고체순환이 원활하게 유지되는 것을 확인하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권6호
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• pp.430-439
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• 2007

This study was carried out to(1) visualize the installation effect of an anti-wind net; (2) evaluate structural stability of typical anti-wind nets in Jeju; and (3) present the optimal specification of pipes in an anti-wind net for maximum instant wind velocities of 40 m/s and 45 m/s. The analyses were done for anti-wind nets with a mesh of 4 mm and a height of 3 m by using CFX and ANSYS. The results showed that the wind went down due to flow resistance when passing through an. anti-wind net. The anti-wind net with the supporting pipe being installed every two main columns was certainly unstable because the main column not sustained by the supporting pipe became cantilever. With regard to the position of a fixing point of the supporting pipe, von Mises stress on pipes was certainly increased as vertical positions of the supporting pipe were changed to be too lower or higher than an adequate position but there was little difference according to horizontal positions. The adequate vertical position was $2{\sim}2.5\;m$ high from the ground. For a maximum instant wind velocity of 40 m/s, the optimal specification of pipes was a main column of ${\varphi}48.1{\times}2.1$ t@2,000, cross beams(bottom and top) of ${\varphi}26.7{\times}1.9\;t$, cross beams(center) of ${\varphi}33.5{\times}2.1$ t/2ea and a supporting pipe of ${\varphi}31.8{\times}1.5$ t@2,000. In case of a maximum instant wind velocity of 45 m/s, the optimal specification of pipes with structural stability was a main column of ${\varphi}48.6{\times}3.25$ t@2,000, cross beams(bottom and top) of ${\varphi}26.7{\times}1.9\;t$, cross beams(center) of ${\varphi}48.1{\times}2.1$ t/2ea and a supporting pipe of ${\varphi}31.8{\times}1.5$ t@2,000.