DMT(dimethylterephthalate)와 DEG(diethylene glycol)의 에스테르 교환반응을 통하여 BHEET(bis-hydroxyethoxyethyl-terephthalate)을 생성하는 반응에 대하여 조사하였다. BHEET는 polyurethanr foam의 원료인 폴리에스터 폴리올의 단량체이다. DMT를 이용한 기존의 에스테르 교환 반응은 반응 중 생성 MeOH이 제거되는 반회분식 반응기를 사용하였다. 따라서 이러한 kinetics 연구에서는 역반응이 고려되지 않는다. 본 실험에서는 촉매로는 zinc acetate를 사용하였고, 소형 회분식 반응기를 통하여 DMT와 MeOH의 양을 정량하여 생성되는 MHEET와 BHEET를 추정하였다. 이 반응들에서 역반응을 고려한 보다 정확한 반응 kinetics를 조사하였다. 제안된 모델의 예측 값들이 실험값들과 잘 일치함을 보였다.
오염수에서 유기인 화합물을 측정하기 위해 개발된 광섬유 바이오센서의 신호의 분석과 최적설계를 위하여 센서에 사용되어진 AChE효소(acetylcholinesterase)의 반응, 반응기 내의 유체거동 및 물질전달현상의 해석이 필요하다. 사용되어진 센서의 반응기 부분을 해석하고 재설계하기 위하여 효소 반응을 연구하고, 이동현상학적으로 유체 및 물질확산 현상을 해석하여 반응기 모델을 성립하였다. 사용되어진 유기인 화합물에 의해 저해되는 AChE효소의 측정범위인 0-2 ppm 사이에서 저해반응을 실험하였으며, 비가역 저해 효소 반응식을 제안하였다. 반응기를 두상 즉 벌크상과 효소층으로 나누어 유체거동을 해석하였으며, 고정화겔 내의 확산의 영향을 조사하였다. 반응식, 유체거동식 및 확산식을 연계하여 세워진 반응기 전체모델을 제시하였고, 이를 이용하여 신호를 해석하였다. 제시된 모델을 이용하여 효소량, 효소층의 두께의 증가에 따른 센서 신호량의 민감도를 전산모사하였다.
The general objective of the present study was to investigate the potential application of the UV spectroscopic method for determination of the polymeric additives present in papermaking fibrous stock solutions. The study also intended to establish the surface-chemical retention model associated with the adsorption kinetics of additives on fiber surfaces. Polyamide epichlorohydrin (PAE) wet strength resin and imidazolinium quaternary (IZQ) softening agents were selected to evaluate the analytical method. Concentrations of PAE and IZQ in solution were proportional to the UV absorption at 314 and 400 nm, respectively. The time-dependent behavior of polymeric additives obeyed a mono-molecular layer adsorption as characterized in Langmuir-type expression. The kinetic modeling for polymeric adsorption on fiber surfaces was based on a concept that polymeric adsorption on fiber surfaces has two distinguishable stages including initial dynamic adsorption phase and the final near-equilibrium state. The simulation model predicted not only the real-time additive adsorption behavior for polymeric additives at high accuracy once the kinetic parameters were determined, but showed a good agreement with the experimental data. The spectroscopic method examined on the PAE and IZQ adsorption study could potentially be considered as an effective tool for the wet-end retention control as applied to the paper industry.
The prediction of performance, exhaust emissions and EGR effect is made by the SI engine cycle simulation. In this simulation several models are employed - two zome, thermodynamic combustion, mass fraction burned, heat transfer, chemical equilibrium, chemical kinetics for NOx, laminar flame speed for ignition delay. The chemical species in burned gas considered are 13 species-CO$_{2}$, CO, $O_{2}$, H$_{2}$O, H$_{2}$,OH, H, O, N$_{2}$, NO$_{2}$, N, Ar - and the cylinder pressure, burned and unburned zone temperature and composition of gas are calculated at each crank angle through the compression, ignition delay, combustion and expansion process. To check the validity of the model, experimental study is done for measuring emissions, combustion pressure and engine output. The predicted values for pressure and emissions show qualitative agreement with the measured data and the EGR effect also shows similar tendency.
Water gas shift reaction(WGSR)이 일어나는 파이럿 규모 고온반응기에서의 거동 및 성능을 예측하기 위하여 수학적 모델을 수립하고 모사를 수행하였다. 반응기의 형상, 유체 및 열 이동에 대해 상세한 모델링이 가능한 전산유체역학 기법과 공정시스템 공학에서 사용되는 공정모사 기법을 함께 사용한 multiscale 모델링 및 모사를 수행하였으며, 그 결과를 일반 공정모사와 비교하였다. Multiscale 모사를 통해 CO의 전환율은 최고 0.85, 발열반응으로 인해 충전층의 온도는 약 720 K까지 오름을 알 수 있었다. 또한 동적모사를 통해 시간에 따른 반응기내에서의 온도분포, 전환율 분포 등의 주요한 변수 및 성능들의 시간에 따른 변화를 예측할 수 있었다. Multiscale 모사 기법은 파이럿 규모의 반응기뿐 아니라 상업규모의 공정에 대해 실제 상황을 상세히 반영하여 정확한 예측이 가능하므로, 상업공정 설계에 주요한 기술로 사용될 수 있다.
An extensive investigation was carried out to describe the kinetics of cell growth, substrate consumption, and product formation in the batch fermentation using starch as substrate. Evaluation of intrinsic kinetic parameters was carried out using a best-fit unstructured model. A nonlinear regression technique was applied for computational purpose. The Andrew's model showed a comparatively better $R^2$ value among all tested models. The values of specific growth rate (${\mu}_{max}$), saturation constant ($K_S$), inhibition constant ($K_I$), and $Y_{X/S}$ were found to be 0.109 $h^{-1}$, 11.1 g/l, 0.012 g/l, and 1.003, respectively. The Leudeking-Piret model was used to study the product formation kinetics and the process was found to be growth-associated. The growth-associated constant (${\alpha}$) for protease production was sensitive to substrate concentration. Its value was fairly constant up to a substrate concentration of 30.8 g/l, and then decreased.
Modeling of biodiesel combustion on compression ignition engine was conducted by using the KIVA3v-Release 2 code coupled with Chemkin chemistry solver2. In order to calculate the chemical kinetics of combustion of biodiesel, a reduced mechanism of methyl decanoate and methyl 9-decanoate was used. It is composed of 123 species and 394 reactions. Also, the experiments were performed on a single-cylinder engine. The simulation results agreed well with experiments results. And soot concentrations of biodiesel were lower than those of diesel.
Fluid is an effective element in computer animation. Recently, the techniques from CFD have been actively applied to CG production. In this paper, we describe our fluid animation system which implements a variety of established simulation and rendering methods. We also explain our new techniques such as chemical reaction and hardware-assisted fluid animation that are being developed to enhance the features of our software system.
화학 레이저 모델의 이론적 연구를 화학 반응속도론, gain 과정과 유도 방출과정을 고려하여 수행하였다. 우선 F+$H_2$비 연쇄반응 HF 화학 레이저를 진동준위가 v = 3 까지 pumping되는 것으로 생각하고 관련된 rate equation을 풀어서 출력을 산출하였다. 여기서 조화진동자를 가정한 계산과 비조화성 보정을 해준 계산결과의 비교로부터 그 차이가 거의 없음을 확인하였다. 또한 여러가지 온도와 초기농도를 택하여 산출되는 laser 축력의 변화를 검토하였다. 그리고 $H_2$+$F_2$ 연쇄반응 HF 화학 레이저에 관한 비교적 단순한 model simulation을 수행하였다. 이 계산 결과는 이미 보고된 상당히 복잡한 계산결과와 비교하여 만족할 정도이었다.
니켈 촉매 상에서 에탄의 수증기 개질 반응과 수성가스 전환반응 반응에 대한 반응속도 데이터를 얻기 위하여 반응온도와 반응물의 분압을 변화시키면서 반응 실험을 수행하였다. 반응속도 데이터를 사용하여 거듭제곱 속도식 모델(power law kinetic model)과 랭미어-힌쉘우드 모델(Langmuir-Hinshelwood model)의 매개변수를 구하였다. 또한 반응 속도 모델식을 적용하여 PRO/II를 이용한 공정 모사를 통해서 에탄의 수증기 개질 반응기 사이징(sizing)을 수행하였다. 에탄을 반응물로 하여 수증기 개질 반응을 수행한 결과, 단순한 거듭제곱 속도식 모델보다 표면반응에 의하여 반응속도가 결정되는 랭미어-힌쉘우드 모델이 보다 적합하였고, 수성가스 전환반응에 대한 반응속도식은 거듭제곱 속도식 모델이 적합함을 보였다. PRO/II 시뮬레이션을 통해서 수소 생산량에 필요한 반응기의 크기를 결정할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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