• 제목/요약/키워드: Water residence time

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비틀린 중공사막이 모듈에 미치는 영향: 전산 유체역학 시뮬레이션을 통한 정삼투 모듈의 압력과 농도 분포 (Effect of Twisted Hollow Fiber Membranes in a Module: Computational Fluid Dynamics Simulations on the Pressure and Concentration Profile of the Module in the forward Osmosis)

  • 김수헌;이철민;김인수
    • 멤브레인
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    • 제30권1호
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    • pp.66-77
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    • 2020
  • 본 연구에서는 정삼투 중공사막 모듈에서 중공사막의 가닥을 비틀어 배치하였을 때의 효과를 알아보기 위해 CFD전산 유체 역학 프로그램을 통해 5개의 다른 각도로 비틀린 중공사막 모듈을 설계하고 시뮬레이션하여 비틀리지 않은 모듈과 비교하였다. 실험 결과, 중공사막이 비틀렸을 때, 모듈 내부의 유도 용액의 농도가 비틀리지 않을 때에 비해 고르게 분포하였다. 모듈 입구의 압력은 중공사막의 비틀림과 관계없이 일정한 값을 보였지만 출구의 압력은 중공사막이 비틀린 정도가 커질수록 증가하는 추세를 보였다. 출구의 압력이 높아짐에 따라 막 내부의 유체 속도가 감소하고 모듈 체류 시간이 증가하여 막사이의 물질 교환이 원활하게 이루어질 것으로 예측된다. 이는 결과적으로 막이 비틀려 있을 때의 모듈 플럭스가 투과 수량이 차지하는 비율이 그렇지 않을 때에 비해 2배 증가하였다.

아데노신 3인산(ATP; Adenosine-5′ triphosphate)을 이용한 심해저 및 연안퇴적토의 총 미생물 생체량 측정 (Total Microbial Biomass Measured by ATP in Three Marine Sedimentary Environments)

  • 현정호;김경홍;권개경;이정현;이홍금;김상진;김기현
    • 미생물학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.119-126
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    • 2002
  • 심해와 연안의 서로 다른 해양퇴적토 환경에서 ATP농도를 이용한 총 미생물 생체량을 측정하였다. 표층 ATP의 분포는 연안역에서 가장 높았으며, 육지로부터 멀어질수록 감소하였다. 또한 수직적으로는 깊이에 따라 급격히 감소하는 양상을 나타내, 저층의 생태계가 수층으로 부터의 영양원 공급에 의해 일차적으로 조절되고 있는 것으로 나타났다. 한편, 유기물은 퇴적물로의 흡착으로 인해 환경 내 체류시간이 길어짐으로 인해, 유기탄소의 함량 변화가 ATP에 비해 급격히 일어나지 않았으며, 특히, 연안퇴적토의 경우 유기탄소의 함량 변화에 비해 ATP의 농도변화가 일정하게 나타나 두 변수간의 유의성 이 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 분해가능한 유기물의 공급이 많은 연안퇴적토의 경우, 영양원에 의한 조절보다는 상위영양단계의 포식활동이 미생물의 생체량을 최종적으로 조절하는 요인으로 작용하기 때문 인 것으로 사료된다. 지역분포 특성 및 수직적 분포 특성으로부터 ATP는 서로 다른 저서 생태환경의 생체량 분석을 위한 일차적 인 도구로 유용하게 쓰일 수 있는 것으로 나타났다.

A Study on Production of Nitrogen Oxides in Plasma Reactors

  • Lim, Gye-Gyu
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • 제17권E3호
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    • pp.91-99
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    • 2001
  • Plasma reactor was used to generate a high potential difference between two surfaces of concentric pyrex tubes by electrical current. The annular gap of the reactor was calculated by trial and error from the breakdown voltage equation and set at 0.45 cm. The overall objective of this research was to know the effects of the frequency, humidity, and residence time on the formation of nitrogen oxides in a plasma reactor. The primary voltage varied from 50 to 90 volts and the frequency was varied in increments of 10 Hz from 60 to 650 Hz at the primary voltage of 90. The increase in the secondary voltage was not linear but exponential at high frequencies. At a maximum concentration of about 745 ppm, the frequency and secondary voltage was 600 Hz and 4,200 volts, respectively. All tests for the effects of humidity on NO$_{x}$ production were performed at the optimal setting of 90 colts and 600 Hz frequency. Since the NO$_{x}$ production was not an one dimensional phenomenon, competing reactions were assumed to occur in the discharge chamber. The sharp peak concentration of 1,810 ppm was observed at 38% of relative humidity, The enhanced production was choked off, and the production rate rapidly dropped to 3 ppm at above 40% of relative humidity. It is assumed that the corona attacks the most vulnerable molecules in the reaction chamber before attacking other more lightly bonded molecules, possibly at humidities above 38% and the optimized 90 volt setting. Thus, there was not enough energy left after attacking all water molecules to decompose an appreciable amount of $N_2$. If nitrogen breakdown does not occur, then oxides of nitrogen are not likely to be produced.ced.

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고분자전해질형 연료전지의 가습 방법에 대한 연구 (A Study of Humidification Method in PEMFC)

  • 한덕수;김준범
    • 전기화학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.212-216
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    • 2003
  • 고분자전해질형 연료전지에 사용되는 외부 및 내부 가습기를 통과한 반응 기체의 상대습도와 온도를 측정한 자료가 실시간으로 컴퓨터에 입력되어지는 시스템을 자체적으로 구성하였다. 이 시스템을 이용하여 측정한 경우 10-20분이 경과한 후에 습도 값이 안정되었으므로 가습 측정치에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있었으며, 여러 가지 가습의 영향을 해석할 수 있었다. 측정 장비의 이상을 초래할 수 있는 상대 습도가 $100\%$부근의 영역에서 지속적으로 측정을 수행할 경우 센서의 오작동 내지 고장의 원인이 될 수 있었으므로 실험시 주의가 필요하였다. 가습기를 통과한 반응기체는 유량이 증가할수록 가습되는 양은 증가하나, 일정 유량 이상이 되면 그 증가폭이 감소하는 경향을 보였는데 이는 가습기 출 통과하는 기체의 체류 시간 영향에 기인한 것으로 추정되어진다.

경북 영천지역 지하수의 지구화학 및 환경동위원소 연구 (Geochemical and Environmental Isotope Study on the Groundwater from the Youngcheon Area, Gyeongbuk Province)

  • 김건영;고용권;배대석;원종호;정도환;최병영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제12권4호
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    • pp.35-53
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    • 2007
  • 영천지역 지하수의 지구화학적 특성 연구를 수행하였다. 연구지역의 지하수는 Ca-$HCO_3$형에서부터 Ca-$SO_4$형까지의 영역에 해당하고 일부 시료는 Na-$HCO_3$형에 해당한다. 이들의 지화학적 특성은 주로 시추공이 위치한 지역의 기반암에 의해 영향받았다. 국지적으로 퇴적암내의 황산염광물 및 황화광물과의 반응에 의하여 지하수내의 $SO_4$ 함량이 높은 지하수가 산출되며, Ca이온은 퇴적암내의 탄산염광물에서 유래되었다. Na-$HCO_3$형을 보이는 지하수는 초기에는 주로 방해석과의 반응에 의해 지하수내에 Ca 함량이 증가되었고, 방해석에 대해서 포화상태에 도달한 이후에는 주로 사장석과의 반응에 의해 지하수내 Na의 함량이 조절된 것으로 판단된다. 이와 같은 해석은 이들 지하수들의 낮은 삼중수소 함량으로 뒷받침된다. 수소 및 산소동위원소 분석결과에 의하면 연구지역 지하수는 모두 강수에서 기원하였으며 유형별로 명확히 구별되지 않는다. BH-1, BH-9, BH-12 지하수 수질은 화학적 및 동위원소적으로 심부지하수의 특성을 보여주며, 이들 시추공을 제외한 모든 시추공들에서 시료채취심도에 따른 지화학적 및 동위원소 변화를 명확히 보여주지 않기 때문에 연구지역 전반에 걸쳐 천부지하수와 심부지하수의 혼합양상을 지시한다. 수질분석결과는 연구지역 전반에 걸쳐 농업활동에 의한 지하수 오염이 상당히 진행되고 있음을 알 수 있다.

열분해 온도에 따른 리기다소나무 바이오오일의 물리·화학적 특성 평가 (Investigation of Physicochemical Properties of Bio-oils Produced from Pitch Pine (Pinus rigida) at Various Temperatures)

  • 김태승;김재영;오신영;황혜원;최준원
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제40권3호
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    • pp.204-211
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    • 2012
  • 본 연구에서는 유동형 열분해 장치를 이용하여 리기다소나무를 $400{\sim}550^{\circ}C$ 범위에서 체류시간 1.9초 동안 급속 열분해하여 바이오오일, 탄, 가스를 각각 생산하였다. 열분해 생산물의 수율은 열분해 온도에 따라 크게 영향 받았다. 바이오오일의 수율은 $500^{\circ}C$ 조건에서 가장 높았으며, 기건 바이오매스 대비 64.9 wt%로 나타났다. 열분해 온도가 높아질수록 탄 수율은 36.8 wt%에서 11.2 wt%로 급격히 감소한 반면 가스 생성량은 16.1 wt%에서 33.0 wt%로 증가하였다. 바이오오일의 수분함량과 발열량은 열분해 온도에 매우 민감한 것으로 나타났으며, 온도가 높아질수록 수분함량은 26.1 wt%에서 11.9 wt%로 감소한 반면, 발열량은 약 16.6 MJ/kg에서 19.3 MJ/kg로 증가하였다. 모든 온도조건에서 생산된 바이오오일에는 공통적으로 22종의 화합물이 확인되었고, 이들은 셀룰로오스 유래 물질 10종과 리그닌 유래 물질 12종으로 분류하였다.

유해 남조류의 세계적 발생현황 및 녹조제어를 위한 질소와 인-제한 전략 (Global Occurrence of Harmful Cyanobacterial Blooms and N, P-limitation Strategy for Bloom Control)

  • 안치용;이창수;최재우;이상협;오희목
    • 환경생물
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    • 제33권1호
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    • pp.1-6
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    • 2015
  • 전세계적으로 2000년대 이후로 남조류에 의한 녹조의 발생이 증가하고 있으며, 이와 관련된 환경 문제가 공중건강을 위협하고 인간 활동을 제한하고 있다. 1970년대 캐나다의 호수를 중심으로 수행된 다년간의 현장 연구를 통하여, 녹조발생의 핵심적인 영양 제한인자로 인이 제시되었고, 인 저감에 대한 수계 관리가 진행되었다. 그러나 2000년대 이후, 대형 담수수계에서 특히 Microcystis에 의한 녹조 현상에서는 인뿐만 아니라 질소가 남조류 녹조 발생에 미치는 영향이 부각되고 있다. 한국의 담수 수계에서도 이와 비슷한 남조류에 의한 위해성 녹조 번성 특징을 갖고 있으므로, 이러한 패러다임의 변화는 국내 담수수계의 영양염류 관리에서 중요한 의미를 갖는다. 최근 국제적인 관련 연구를 통하여, 위해성 남조류 번성을 막기 위해 제안된 방법은 다음과 같다. 1) 질소와 인을 함께 관리하는 전략, 2) 폐수의 수집 및 처리, 3) 호소 유입수의 사전처리, 4) 저니의 준설, 5) 체류시간의 단축, 6) 조류의 효율적 회수법, 7) 조류의 침강 및 응집 등이 제시되고 있다. 추가적으로 남조류의 생태학적 특성에 기반한 지속가능하고 통합적인 담수수계의 녹조 관리기법이 수립되어야 한다. 녹조를 유발하는 남조류는 척결되어야 할 생물체가 아니라, 담수 수계에 필수적인 미생물 구성원이기 때문이다.

가정용 연료전지 시스템의 열관리 해석을 위한 시스템 운전 모델 개발 (A System Simulation Model of Proton Exchange Membrane Fuel Cell for Residential Power Generation for Thermal Management Study)

  • 유상석;이영덕;안국영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권1호
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    • pp.19-26
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    • 2010
  • 이온교환막 연료전지는 전세계적인 에너지 고갈 문제와 온실효과에 대한 대응책의 하나이다. 특히, 이온교환막 연료전지는 전기화학반응에 의해 전기를 생산함과 동시에 열을 발생하기 때문에 가정용으로 적용하기에 적당하다. 가정용 연료전지의 열관리 목적은 연료전지가 최적조건에서 운전할 수 있도록 적절히 온도를 제어해 주는 것으로, 본 연구에서는 부하 변화 시 가정용 연료전지 시스템의 응답 특성과 열관리 특성을 알아보기 위한 해석 모델을 개발하였다. 열관리 해석 모델은 연료전지의 온도를 조절하기 위한 펌프와 열교환기로 구성된 1차측, 주택에 온수를 공급하기 위한 탱크와 펌프 계통의 2차 측으로 구성되었다. 부하를 순차적으로 증가시킬 때와 감소시킬 때를 구분하여 열관리 계통의 응답특성 을 확인하였다. 결과적으로 탱크의 초기 승온에 많은 시간이 소요되기 때문에 부하를 다단으로 오랜 시 간 동안 서서히 증가시키면서 시스템 응답 특성을 확인하였다. 또한, 본 연구에서는 가정용 연료전지의 부하 변화시의 열관리 특성을 고려한 운전 전략에 대해서도 조사하였다.

정화논에 의한 벼 친환경재배단지 발생 영양염류 저감효과 (Effects of Purifying Rice Paddy in Reducing Nutrient Loadings from Rice Paddy fields area using Free Range Ducks and Rice Bran)

  • 고지연;이재생;우관식;서명철;강종래;송석보;오병근;정기열;윤을수;최경진;남민희;이영한
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.132-139
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    • 2010
  • To manage the effluent nutrients amounts from rice paddy fields using free range ducks or rice bran, we evaluated the effects of a purifying paddy field which is no fertilizer, no pesticides, and dense rice seedling having a concept of constructed wetland. The experimental paddy field was located at downstream in the watershed of ducks using rice culture area in Milyang. The purifying paddy of land design were treated with seeding method, and vegetation type. As land design, direct seeding on plane, and direct seeding on high-ridge field in 2007. Planting rice only, and planting rice with water hyacinth were treated as vegetation type in purifying paddy in 2008. The purifying paddy fields were effective to reduce amount of T-N and T-P contents in effluent to 33.2~45.3%, and 53.1~55.4%, respectively. The direct seeding on high-ridge treatment, having long residence time of effluent water was more effective than plane plot as T-N 0.29 $g^{-1}m^{-2}d^{-1}$, and T-P 0.031 $g^{-1}m^{-2}d^{-1}$. The planting rice with water hyacinth treatment was effective than planting rice only as T-N 0.23 $g^{-1}m^{-2}d^{-1}$, and T-P 0.049 $g^{-1}m^{-2}d^{-1}$. The optimum area of purifying paddy field to treats all effluent were found out 3.2~4.7% of rice culture area using free range ducks, and rice bran at upper stream.

옥분 압출가공시 이축압출성형기의 System Parameters에 따른 압출물의 특성변화 (Effect of System Parameters on Target Parameters in Extrusion Cooking of Corn Grit by Twin-Screw Extruder)

  • 김지용;김종태;김철진
    • 한국식품과학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.88-92
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    • 1991
  • 스크류조합을 달리한 실험실용 twin-screw extruder를 사용하여 corn grit를 원료 투입량($30{\sim}60\;kg/hr$), 스크류 회전속도($200{\sim}400\;rpm$) 및 die hole 수($2{\sim}6$개) 범위에서 압출하면서 측정된 system parameters(압출온도, 기계적 에너지 소모율, 평균 체류시간)가 압출물의 특성을 나타내는 target parameters(수분 증발량, 수분 용해도지수 및 수분 흡착지수)에 미치는 영향을 스크류 조합별과 전체 실험결과를 다중회귀분석을 통하여 회귀식으로 나타내면, 스크류조합별 관계식에서는 상관계수가 0.90 이상 이었으며, 구획하지 않은 전체 회귀식에서는 0.80 정도의 상관계수를 보였다. 이상의 결과는 system analysis approach을 이용하면, 상이한 extruder사이의 조업자료 중 system parameters의 분석을 통하여 목적 제품의 특성을 예측할 수 있는 가능성을 보여준다고 생각된다.

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