• 제목/요약/키워드: Reaction diffusion equation

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고체탄소(固體炭素)에 의한 철(鐵)의 침탄기구(浸炭機構)에 대(對)한 연구(硏究) (A Study on the Carburization Mechanism of Iron by Solid Carbon)

  • 권호영;조통래;강세선
    • 한국주조공학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.287-295
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    • 1988
  • The experiment was carried out for the purpose of studying the carburization of pure iron ingot and sintered iron powder by solid carbon in the atmosphere of CO gas. The volocity of carburization was estimaed by the diffusion coefficient D calculated by carburization equation. The results obtained were as follow: 1. The higher the carburization temperature, carburization depth and carbon concentration were increased, and the melting zone which had $2.8{\sim}3.4%C$ at the $3{\sim}4mm$ from interface of carburization was formed at $1300^{\circ}C$. 2. The main carburization mechanism of pure iron ingot and the sintered iron powder were proceeded by CO gas up to $1100^{\circ}C$, solid carbon over than $1300^{\circ}C$, respectively. 3. The main carburization mechanism of pure iron ingot at $1200^{\circ}C$ was proceeded by solid carbon, and sintered iron powder was proceeded bs CO gas, however, in case the reaction time, the carburization was proceeded by solid carbon over than 5hrs. 4. The diffusion coefficient D of carbon were $0.559{\times}10^{-6}cm^2.sec^{-1}$ at $1100^{\circ}C$, $0.237{\times}10^{-6}cm^2.sec^{-1}$ at $1200^{\circ}C$, $0.087{\times}10^{-6}cm^2.sec^{-1}$ at $1300^{\circ}C$, in case of pure iron ingot carburized. 5. The diffusion coefficient D of carbon were $0.124\;cm^2.sec^{-1}$ at $1100^{\circ}C$, $0.102\;cm^2.sec^{-1}$ at $1200^{\circ}C$, $0.480\;{\times}10^{-6}cm^2.sec^{-1}$ at $1300^{\circ}C$, in the case of sintered iron carburized at the pressuring $4ton\;/\;cm^2$.

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CH4공기 제트 확산화염에서 CO2 첨가에 따른 단일 와동의 동적거동에 관한 연구 (An Investigation on Dynamic Behaviors of Single Vortex with CO2 Dilution in a CH4-Air Jet Diffusion Flame)

  • 황철홍;오창보;이대엽;이창언
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권9호
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    • pp.1209-1219
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    • 2003
  • The dynamic behaviors of the single vortex interacting with $CH_4-Air$ jet diffusion flame are investigated numerically. The numerical method is based on a predict-corrector scheme for a low Mach number flow. A two-step global reaction mechanism is adopted as a combustion model. Studies are conducted in fixed initial velocities for the three cases according as where $CO_2$ is added; (1) without dilution, (2) dilution in fuel stream and (3) dilution in oxidizer stream. A single vortex is generated by an axisymmetric jet, which is made by an impulse of a cold fuel when a flame is developed entirely in a computational domain. The simulation shows that $CO_2$ dilution in fuel stream results in somewhat larger vortex radius, and greater amount of entrainment of surrounding fluid than in other cases. Thus, the dilution of $CO_2$ in fuel stream enhances the mixing in single vortex and increases the stretching of the flame surface. The budgets of the vorticity transport equation are examined to reveal the mechanism of vortex formation when $CO_2$ is added. It is found that, in the case of $CO_2$ dilution in fuel stream, the vortex destruction due to volumetric expansion and the vortex production due to baroclinic torque are more dominant than in other cases.

쌀 보리 및 겉 보리 취반에 대한 역학적 연구 (Kinetic Studies on Cooking of Naked and Covered Barley)

  • 김혜란;김성곤;최홍식
    • 한국식품과학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.122-125
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    • 1980
  • 표준 도정한 쌀 보리(품종 세도하다까) 및 겉 보리 (수원 18호)의 취반에 대한 기작을 연구하였다. 취반 (취반 온도 $90^{\circ}{\sim}120^{\circ}C$) 후 입자의 경도는 texturometer로 측정하였다. 쌀 보리나 겉 보리는 비슷한 취반양상을 보이며 고온($110^{\circ}C$이상)에서는 갈변 현상과 동시에 입자 자체는 붕괴하면서도 연화도는 계속 증가하였다. 취반 속도는 1차 반응의 식으로 표시될 수 있었으며 취반의 활성화 에너지는 $100^{\circ}C$ 이하에서는 약 16,000cal/mole, $100^{\circ}C$ 이상에서는 약 9,500 cal/mole이었다. 보리의 취반 과정은 다음의 두 기작으로 설명할 수 있었다. 즉 취반 온도 $100^{\circ}C$ 이하에서는 보리의 성분 및 물에 의한 화학 반응이, 취반 온도 $100^{\circ}C$이하에서는 보리의 성분 및 물에 의한 화학 반응이, 취반 온도 $100^{\circ}C$ 이상에서는 취반된 부분으로부터 취반되지 않은 부분 (즉 반응이 진행되고 있는 부분)으로의 물의 확산 속도가 취반 속도를 제한하였다.

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일메나이트 중 철의 선택적 염화와 선광된 TiO2의 추가 염화반응에 대한 글로벌 피팅함수 (Global Fitting Functions for Kinetics of Fe-Selective Chlorination in Ilmenite and Successive Chlorination of Beneficiated TiO2)

  • 정동규;원용선;김용하;정은진;송덕용
    • 한국재료학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.412-424
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    • 2019
  • Global fitting functions for Fe-selective chlorination in ilmenite($FeTiO_2$) and successive chlorination of beneficiated $TiO_2$ are proposed and validated based on a comparison with experimental data collected from the literature. The Fe-selective chlorination reaction is expressed by the unreacted shrinking core model, which covers the diffusion-controlling step of chlorinated Fe gas that escapes through porous materials of beneficiated $TiO_2$ formed by Fe-selective chlorination, and the chemical reaction-controlling step of the surface reaction of unreacted solid ilmenite. The fitting function is applied for both chemical controlling steps of the unreacted shrinking core model. The validation shows that our fitting function is quite effective to fit with experimental data by minimum and maximum values of determination coefficients of $R^2$ as low as 0.9698 and 0.9988, respectively, for operating parameters such as temperature, $Cl_2$ pressure, carbon ratio and particle size that change comprehensively. The global fitting functions proposed in this study are expressed simply as exponential functions of chlorination rate(X) vs. time(t), and each of them are validated by a single equation for various reaction conditions. There is therefore a certain practical merit for the optimal process design and performance analysis for field engineers of chlorination reactions of ilmenite and $TiO_2$.

$SF_6$+Ar 혼합기체의 전리 및 부착계수에 관한 연구 (The Study on the Electron ionization and Attachment Coefficients in $SF_6$+Ar Mixtures Gas)

  • 김상남;하성철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.591-593
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    • 2000
  • In this paper, we describe the results of a combined experimental theoretical study designed to understand and predict the dielectric properties of SF$_{6}$ and SF$_{6}$+Ar mixtures. The electron transport, ionization, and attachment coefficients for pure SF$_{6}$ and gas mixtures containing SF$_{6}$ has been analysed over the E/N range 30~300[Td] by a two term Boltzmann equation and by a Monte Carlo Simulation using a set of electron cross sections determined by other authors, experimentally the electron swarm parameters for 0.2[%] and 0.5[%] SF$_{6}$+Ar mixtures were measured by time- of- flight method, The results show that the deduced electron drift velocities, the electron ionization or attachment coefficients, longitudinal and transverse diffusion coefficients and mean energy agree reasonably well with the experimental and theoretical for a rang of E/N values. Electron energy distribution functions computed from numerical solutions of the electron transport and reaction coefficients as functions of E/N. We have calculated $\alpha$,η and $\alpha$-η the ionization, attachment coefficients, effective ionization coefficients, and (E/N), the limiting breakdown electric-field to gas density ratio, in SF$_{6}$ and SF$_{6}$+Ar mixtures by numerically solving the Boltzmann equation for the electron energy distribution. The results obtained from Boltzmann equation method and Monte Carlo simulation have been compared with present and previously obtained data and respective set of electron collision cross sections of theections of the

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pH 와 온도(溫度)에 따른 토양(土壤)의 규산(硅酸) 흡(吸) · 탈착(脫着)에 대(對)한 역학적(力學的) 연구(硏究) (Kinetics of Silica Sorption and Desorption in Soil as affected by pH and Temperature)

  • 이상은
    • 한국토양비료학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.342-356
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    • 1992
  • 규산(硅酸)의 흡(吸) 탈착기구(脫着機構)를 밝히기 위하여 pH 3수준(水準)(pH 5, 6.5, 8)과 온도(溫度) 3수준(水準)을 두고 stirred-flow 방법(方法)을 이용(利用)한 kinetic study를 실내실험(室內實驗)으로 수행(遂行)하였다. 실험(實驗) 결과(結果)는 아래와 같다. 1. 규산(硅酸)의 흡(吸) 탈착량(脫着量)은 실험기간내(實驗期間內)에 최대치(最大値)에 도달(到達)하지 않고 계속(繼續) 증가(增加)하였다. 2. 규산(硅酸)의 흡(吸) 탈착량(脫着量)은 pH증가(增加)와 온도(溫度) 증가(增加)에 따라 크게 증가(增加)하였으며 pH의 영향(影響)은 온도(溫度)의 영향(影響)에 비(比)하여 컸다. 3. 규산(硅酸)의 등온(等溫) 흡착(吸着)은 C type 형태(形態)인 것으로 나타났으며 Freundlich 등온(等溫) 흡착식(吸着式)을 따르는 것으로 나타났다. 4. 탈착(脫着) 과정후(過程後)의 pH 변화(變化)는 낮은 pH처리(處理) 조건(條件)(pH 5, 6.5)에서는 증가(增加)하는 반면(反面) 높은 pH 조건(條件)에서는 감소(減少)하였다. 위의 결과(結果)들을 종합(綜合)하여 볼때 규산(硅酸)의 토양흡착(土壤吸着) 기구(機構)는 다분자층(多分子層) 흡착(吸着)으로서 흡착(吸着)된 규산(硅酸)이 새로운 흡착(吸着)자리를 제공(提供)하나 흡착(吸着)에너지는 흡착량(吸着量)이 배가(培加)될수록 지수적(指數的)으로 감소(減少)되며, 한편 pH 조건(條件)에 따라 흡착(吸着) ligand 형태(形態)가 변(變)하는 것으로 보였다. 5. 규산(硅酸) 흡(吸) 탈착(脫着)의 역학(力學)은 first-order와 parabolic diffusion 역학(力學) 등식(等式)에 잘 부합(附合)되나 이들을 이용(利用)한 흡착기구(吸着機構)에 대(對)한 설명(說明)은 본(本) 실험(實驗)에서 어려웠다. 6. First-order와 parabolic diffusion 역학(力學) 등식(等式)에 사용(使用)되는 fraction term(Fa와 Fd)은 반응속도(反應速度)에 미치는 온도(溫度)의 영향(影響)의 평가(評價)시 나쁜 영향(影響)을 끼치므로 이에 대(對)한 연구(硏究)가 필요(必要)한 것으로 보였다.

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고분자전해질 연료전지에서 전기화학반응 열생성에 의한 열전달특성 (Heat transport characteristics by heat generation of electrochemical reactions in proton exchange membrane fuel cell)

  • 조선아;이필형;한상석;황상순
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.3377-3382
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    • 2007
  • In proton exchange membrane fuel cell, the heat is generated at the catalyst layer as result of exothermic electrochemical reaction. This heat increases temperature of gas diffusion layer and membrane whose conductivity is very sensitive to humidity, function of temperature. So it is very important to analysis heat transfer through fuel cell to maintain temperature at specified range. In this paper numerical simulation was done including reversible, irreversible, ionic resistance, water formation loss to source term of energy equation. Results show that irreversible and water formation loss contributes mainly to energy source term and as current density increases, all of energy source terms become increased and Nusselt number is increased as results of more heat generation. Particularly irreversible loss is found to be predominant among the all energy source and water formation at cathode channel influences the temperature distribution of fuel cell greatly.

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연소실 압력 강하에 의한 고체 추진제의 동적 소화 (Dynamic Extinction of Solid Propellants by Depressurization of Combustion Chamber)

  • 정호걸;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.91-97
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    • 2002
  • 응축영역 에너지 방정식과 기체 영역에 관한 화염모델을 사용하여 연소실 압력 강하에 반응하는 고체 추진제의 동적 소화 특성을 살펴보았다. 화염모델에서는 기체가 반응영역을 통과하는데 걸리는 시간(잔존시간, r,)이 동적 소화 특성을 결정하는 중요한 인자임을 확인하였다. 본 논문에서는 r,을 확산과 화학반응 시간의 다양한 조합으로 가정하였으며 이를 이용하여 동적 소화 특성을 살펴보았다. 또한 연소실 부피의 유한함에 따른 압력변화와 이에 대한 연소의 동적 반응도 살펴보았다. 동적 소화는 화학반응 시간보다는 확산 시간에 의하여 커다란 영향을 받는 현상임을 확인하였다. 그리고 연소실 부피가 유한한 경우가 무한한 경우보다 복잡한 동적 소화 특성을 보여주었다.

단일 균열암반에서 핵종/콜로이드 복합이동에 대한 수치모델 개발 (Development of the Numerical Model for Complex Transport of Radionuclide and Colloid in the Single Fractured Rock)

  • 이상화;김정우;정종태
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.237-246
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    • 2012
  • 본 연구에서는 콜로이드와 핵종의 복합이동에 관한 수치모델을 개발하였다. 콜로이드와 핵종의 반응-이동 지배방정식을 풀기 위하여 Operator Splitting Method 중 Strang의 분리 SNI 방식을 수치해석 방법으로 채택하였고 이는 MATLAB을 이용하여 코드화 되었다. 개발된 수치모델은 용질의 이동 및 분산만을 고려한 해석해를 통한 검증과정에서 피어슨 상관계수의 제곱값($r^2$)이 0.99 이상으로 나타나 모델의 정확성이 입증되었다.

화학방법에 의한 액-액 계면 면적 (Effective Interfacial Area in an Agitated Liquid-Liquid Contactor by a Chemical Method)

  • 박상욱;문진복;신정호;박대원;김종현
    • 공업화학
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    • 제4권1호
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    • pp.103-112
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    • 1993
  • 교반기를 사용하여 n-butyl acetate의 알카리 가수분해반응의 액-액 불균일계에서 n-butyl acetate의 총괄물 질전달속도를 측정하여 실험변수와의 관계를 고찰하고, 화학반응을 수반한 물질전달기구를 경막설에 적용하여 용질에 대한 확산방정식의 근사해로부터 구한 n-butyl acetate의 반응촉진계수의 이론값과 측정값을 비교하여 물질전달계수를 구하였다. 이로부터 분산용액의 액적 면적을 산출할 수 있었다.

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