• Title/Summary/Keyword: drying curve

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마이크로웨이브 오븐을 이용한 사암의 공극률 산출 방법 (A Method for Determining the Sandstone Porosity by Using a Microwave Oven)

  • 우슬기;김진후
    • 한국지구과학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.150-160
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    • 2017
  • 암석의 공극률을 산출하기 위해서는 일반적으로 한국암반공학회에서 정하고 있는 '암석의 공극률 및 밀도 측정 표준시험법'이 사용된다. 그러나 건조로를 이용하여 공극률을 구하는 이 같은 표준시험법은 8-24시간이 소요될 뿐만 아니라, 실험 도중 4시간 간격마다 시료를 꺼내어 무게를 측정해야 하는 번거로움이 있다. 이와 같은 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 마이크로웨이브 오븐을 이용하여 암석의 공극률을 측정하는 방법을 제안하였다. 마이크로웨이브 오븐에 무게 모니터링 시스템을 구축하여 무게 측정의 오차 발생 요인과 실험 과정의 번거로움을 줄였다. 건조과정에서 시료의 온도를 $105{\pm}3^{\circ}C$ 이내로 유지하기 위해 적절한 가열/휴지시간을 설정하였으며, 시료의 무게 변화량이 최초 무게의 0.1% 이내에 들면 모니터링을 중단할 수 있도록 알람 시스템도 구현하였다. 무게 모니터링 데이터에 곡선접합을 실시하여 시료의 건조무게를 구하고, 이를 이용하여 공극률을 산출하였으며, 이렇게 구한 공극률을 표준시험법으로 구한 공극률과 비교하였다. 사암을 이용해 실험한 결과, 마이크로웨이브 오븐으로 구한 공극률은 표준시험법으로 구한 공극률과 최대 0.4%의 오차를 보여 표준시험법의 결과와 유사하였다. 또한 동일 시료를 이용하여 공극률을 반복 측정한 결과, 표준편차가 최대 0.23% 정도로 정밀도 또한 양호하였다. 따라서 마이크로웨이브 오븐을 사용할 경우 높은 신뢰도로 공극률 산출이 가능할 것으로 판단된다.

곡물건조저장법 개선을 위한 농가용 Grain Bin에 관한 연구 (Study on the Small Grain Bin for the Improvement of Grain Drying and Storage)

  • 김성래
    • 한국농공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.3263-3291
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    • 1974
  • Experimental work of grain bin was carried out to develop the methods of natural air in-bin drying and storage. The method is considered to be more economical, labour saving, and an effective countermeasure to grain loss. To examine the possibility of farm use of the grain bin and to analyze the related factors concerned with in-bin grain drying and storage, ambient air conditions (especially the change of air temperature and relative humidity) and grain quality during drying and storage periods were investigated. A laboratory model bin was constructed to investigate the effect of different forced air conditions on the drying characteristics of rice. In addition, a grain bin with 2.2m diameter and 1.8m height, considered to be the optimum size for the average Korean farm, was constructed and tested to examine the drying and storing characteristics of rice. The weather data analyzed in this study was the nine-year (from 1964 to 1972) record of air temperature and relative humidity in the Suweon area, and the thirty-year (from 1931 to 1960) record of pentad normal relative humidity and air temperature in the Seoul area. From the results of the weather data analyses, the adequate air delivery hours (which was arbitrary defined as the condition to give less than 75% relative humidity) to dry the rice during October were about nine hours (from approximately 10 A.M. to 7 P.M, ) a day, in which the average air temperature was about 15.9$^{\circ}C$ and average relative humidity was 66%. The occurence of days having three hours of such conditions was 1, 2, and 1-day within the 1st, 2nd add last 10-day periods for the month of October, respectively. Therefore, it may be considered that the weather condition in October was satisfactory for the forced natural air drying. The results of the laboratory model bin test were analyzed to obtain the drying curve and drying rate for different drying stages and grain layers in the bin corresponding to various conditions of forced natural air. A drying experiment with a prototype grain bin showed that an approximate 5 percent grain moisture gradient through a 1.6 meter grain deposit was observed after 80 hours of intermittent drying, giving an over dried zone in the lower grain layers and an extremely high grain moisture zone in the upper layers. This indicates that an effective measure should be taken to reduce this high moisture gradient. In order to investigate the drying characteristics of bulk grain in a layerturning operation a grain bin test was performed. This showed a significant improvement of uniform drying. In this test, approximate 107 hours were required to dry a depth of 1.6 meter of grain from an initial moisture content of 22.2 percent to a moisture content of 16.7 percent using an air delivery rate of 2.8 cubic meter per a minute per every cubic meter of grain. This resulted in a 2 percent moisture gradient from the top to the bottom of the bin. During storage period, till the end of June the average temperature of grain was 2~3$^{\circ}C$ higher than ambient air temperature. But during July when the grain moisture content went up slightly (less than 1 percent), the average temperature of the grain also increased to 3~5$^{\circ}C$ higher than ambient air temperature. It is therefore recommended that for safe grain storage, grain should not be stored in sheet metal bins after mid May. From the above results, in-bin rice drying and storage can be used effectively on Korean farms. It is strongly recommended that the use of grain-bin system should be implemented for farm use to improve farm drying and storage of rice.

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산성토의 불포화 특성곡선 산정 (Estimation on Unsaturated Characteristic Curves of Acid Sulfate Soils (ASS))

  • 송영석
    • 지질공학
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    • 제28권1호
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    • pp.25-34
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    • 2018
  • 본 연구에서는 산성토를 대상으로 물리적 특성과 불포화 특성을 조사 및 분석하였다. 부산 일광광산 주변의 산성토를 대상으로 물리적 특성을 조사한 결과 건조단위중량이 $1.246t/m^3$이며, 통일분류법(USCS)상 실트질 모래(SM)에 해당된다. 자동 흙-함수특성곡선(SWCC) 측정장치를 이용하여 건조 및 습윤과정에 대한 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정하였다. 그리고 계수예측방법 가운데 가장 널리 활용되고 있는 van Genuchten (1980) 모델을 적용하여 건조 및 습윤과정에 따른 산성토의 불포화 투수계수함수(HCF)를 산정하였다. 산성토의 불포화 투수계수함수(HCF)는 건조과정의 경우 모관흡수력이 증가함에 따라 지속적으로 감소하지만 습윤과정의 경우 모관흡수력이 낮은 수준에서 상대적으로 작게 감소하고, 수분함입치 직전에 크게 감소함을 알 수 있다. 한편, 건조 및 습윤과정에서의 흙-함수특성곡선과 불포화 투수계수함수는 모두 이력현상이 발생되었다.

고추 건조과정에 있어서 평균 수분함량 및 온도에 따른 Carotenoid파괴 및 비효소적 갈변 (Carotenoid Destruction and Nonenzymatic Browning during Red Pepper Drying as functions of Average Moisture Content and Temperature)

  • 이동선;김현구
    • 한국식품과학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.425-429
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    • 1989
  • 고추의 건조 중 중요한 품질요소인 carotenoid 파괴 및 비효소적 갈변의 kinetics를 건조 중 품질측정을 이용한 dynamic test에 의하여 평균 수분함량과 온도의 함수관계를 결정하였다. 1차반응으로 가정된 carotenoid 파괴 속도상수는 고온 고수분에서 높았으며 수분의존성에 있어서 건조중간의 어떤 수분함량에서 최소치를 보여주고 있었다. 온도의존성에 있어서 활성화 에너지는 7.7-27.4kcal/mol로 나타났고 수분함량이 높을수록 높았다. 0차반응으로 분석된 비호소적 갈변은 온도와 수분함량이 높을수록 쉽게 일어났으며 활성화에너지는 7.5-20.2kcal/mol로서 수분함량이 높을수록 높았다.

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미세조직 및 첨가성분 (CoO와 $Al_2O_3$)이 Mn-Zn Ferrite의 자기적 성질에 미치는 영향 (The Effects of Microstructures and Some Additives (CoO and $Al_2O_3$) on the Magnetic Properties of Mn-Zn Ferrite)

  • 변수일;장승현
    • 한국세라믹학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.142-154
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    • 1979
  • The effects of microstructures and some additives $(CoO and Al_2O_3$) on the magnetic properties such as initial permeability, $\mu$-T curve, coercive force, and magnetic induction of MnZn ferrites have been studied. The powder was prepared by Hot Petroleum Drying Method. The basic composition of MnZn ferrites was 25.5mole % MnO, 22.0 mole% ZnO, 52.5 mole% $Fe_2O_3$. CoO in a concentration range from 0.05 to 0.5 mole% and $Al_2O_3$ from 2.5 to 7.5 mole% were added. Sintered density increased up to 97.5% of theoretical density. Permeability increased as average grain size increased, and that coercive force decreased as average grian size increased. Magnetic induction increased as sintered density increased. The variation of initial permeability with temperature in a temperature range from 0$^{\circ}$ to $60^{\circ}C$ was lowered (a flatter $\mu-T$ curve) as sintering temperature decreased. The compensation temperature To ofmagnetocrystalline anisotropy constant K1 and initial permeability varied with the species and amount of additives. When 0.05 mole% CoO was added to the basic composition, initial permeability at $15^{\circ}C$ increased from 5200 to 5900. The variation ofinitial permeability with temperature in a temperature range from 0^{\circ}to $60^{\circ}C$ was smaller (a flatter $\mu$-T curve) than that of the basic composition of Mn Zn ferrites. When 2.5 mole% $Al_2O_3$ was added, initial permeability at $15^{\circ}C$ decreased from 5200 to 3000. But the variation of initial permeability with temperature in a temperature range from 0$^{\circ}$to $60^{\circ}C$ was smaller (a flat ter $\mu-T$ curve) than when 0.05 mole% CoO was added. Experimental results showed that the conditions necessary for the occurrence of a very high permeability and a flat $\mu$-T curve were controversial even in a temperature range from $0^{\circ}$to $60^{\circ}C$.

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함수율과 이방성을 고려한 석조문화유산의 초음파 측정방법 설정 (Establishment of Ultrasonic Measurement Method for Stone Cultural Heritage Considering Water Content and Anisotropy)

  • 조영훈;이찬희
    • 보존과학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.467-480
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    • 2014
  • 이 연구에서는 암석의 함수율과 이방성에 따른 초음파속도 변화를 분석하여 석조문화유산에 적합한 측정방법을 설정하였다. 암석의 함수율과 포화도는 건조 초기에 급격한 변화를 보이다가 변화율이 서서히 줄어드는 지수함수 형태를 나타냈다. 그러나 초음파속도 및 변화율은 10시간의 자연건조 이후 거의 일정한 수치를 유지하였다. 따라서 수분에 포화된 석조문화유산은 기상환경 및 함수조건을 고려하여 약 10시간의 자연건조 후에 초음파 측정을 수행해야 한다. 이방성지수는 화강암과 석회암에서 가장 높은 수치를 보였으며, 간접전달방법이 직접전달방법에 비해 이방성에 둔감한 측정법으로 나타났다. 그러나 간접전달방법에 의한 이방성은 모든 암석에 미약하게나마 존재하므로 다양한 방향성을 고려한 초음파 측정이 요구된다. 이 연구결과는 석조문화유산의 암석학적 특성에 적합한 맞춤형 비파괴진단과 신뢰도 높은 정밀 평가에 크게 기여할 것으로 사료된다.

식품의 건조 및 수축특성에 관한 연구 - 1. 다시마 건조중의 수축현상 - (Drying and Shrinking Characteristics of Food 1. Shrinking Phenomena during Drying of Sea Tangle)

  • 조덕제;허종화;정수열
    • 한국수산과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.11-15
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    • 1988
  • 건제품으로 가공, 저장되고 있는 다시마는 조직이 연약하여 건조중 상당한 수축현상을 일으키는데 이의 기초적인 자료를 얻기 위하여 일정한 온도 $(50\%,\;10/^{\circ}C)$, 상대습도 $(30\%)$ 및 풍속 (0.4m/s)으로 열풍 건조를 행하여 가로와 세로의 길이변화, 표면적 수축변화 및 수축속도의 변화등에 관하여 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 가로수축이 세로수축보다 건조시간 90분까지 약2배 더 많이 수축하였다. 2) 다시마의 표면적 수축은 건조시간 90분까지는 직선적으로 나타났으며, 전건조과정에서 보인 2단계의 수축곡선은 건조속도곡선의 2단계와 잘 일치하였다. 3) 수축속도는 감률건조1단계에서 급속히 증가하여 감률건조2단계의 초기에 최대의 수축에 달하였다.

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말쥐치육(肉)의 건조특성(乾燥特性) (Drying Characteristics of Filefish Fillet)

  • 이병호
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.37-43
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    • 1982
  • 말쥐치육(肉)의 건조속도(乾燥速度)는 열풍온도(熱風溫度)가 높을수록 열풍온도(熱風速度)가빠를수록 크다. 여러 가지 조건중(條件中) $70^{\circ}C$(상대습도 6%) 3m/sec에서는 재료(材料)가 과속건조(過速乾燥)로 인(因)하여 표면경화현상(表面硬化現象)이 현저하게 일어남을 관찰할 수 있었다. 온도가 낮고 풍속(風速)이 느린 경우는 평형함수율(平衡含水率)에 도달(到達)하는 건조시간(乾燥時間)이 길어져서 비능률적(非能率的)임을 알았다. 따라서 온도가 $60^{\circ}C$(상대습도 8%)이고 풍속(風速)이 3m/sec때는 표면경화현상(表面硬化現象)이 적은 상태에서 건조(乾燥)가 진행(進行)되어 평형함수율(平衡含水率)에 이르는 시간(時間)은 $70^{\circ}C$, 1m/sec때보다 2시간이나 빠르고 다른 조건(條件)보다는 월등히 짧고 함수율 20%(wet basis)에 이르는 시간은 1.5시간 정도(程度) 느리나, $70^{\circ}C$보다 유효(有效)라이신의 변화나 표면경화(表面硬化) 등(等) 품질변화(品質變化)가 적으므로 적절(適切)한 조건(條件)이라 할 수 있겠다. 또 식(式)에 의(依)하여 산출(算出)된 확산계수(擴散係數)로 계산한 건조(乾燥)시간과 실험(實驗)에서 나타난 건조시간(乾燥時間)이 일치(一致)됨을 알았다.

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주문진 표준사의 상대밀도에 따른 불포화 투수계수함수 산정 (Estimation on Unsaturated Hydraulic Conductivity Function of Jumoonjin Sand for Various Relative Densities)

  • 송영석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.2369-2379
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    • 2013
  • 불포화 조건에서 흙의 초기 밀도에 따라 흙-함수특성곡선이 변화시키게 되며, 이로 인하여 불포화 조건에서 투수특성도 변화하게 된다. 이에 대한 영향을 고찰하기 위하여 상대밀도 40%, 60% 및 75%의 주문진 표준사에 대한 건조 및 습윤과정에서의 흙-함수특성곡선(SWCC)과 불포화 투수계수함수를 산정하였다. van Genuchten (1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한 결과 공기유입값과 관계된 계수 ${\alpha}$는 습윤과정에서 더 큰 값을 가지며, 변곡점의 경사에 관계된 계수 n과 잔류함수비에 관계된 계수 m은 건조과정에서 더 큰 값을 갖는다. 그리고 상대밀도가 증가할수록 공기함입치는 증가하지만 수분함입치는 감소하며, 동일한 상대밀도에서 공기함입치는 수분함입치보다 크게 발생된다. 한편, 계수추정방법 가운데 하나인 van Genuchten (1980)의 방법을 적용하여 불포화 투수계수함수를 산정한 결과 불포화 투수계수는 포화시 투수계수로 일정하게 유지되다가 공기함입치 혹은 수분함입치 직전에 급격하게 감소하는 것으로 나타났다. 건조과정에서의 포화투수계수는 습윤과정에서의 포화투수계수보다 크게 나타나며, 상대밀도가 증가함에 따라 건조 및 습윤과정에서의 포화투수계수는 감소한다. 실험결과에 의하면 주문진 표준사의 초기 간극비에 따라 흙-함수특성곡선(SWCC)에서의 공기함입치(AEV)는 감소하고 포화투수계수는 증가하므로, 흙-함수특성곡선(SWCC)과 불포화 투수계수함수(HCF)는 초기 간극비에 영향을 받는 것으로 나타났다.

TDR 측정시스템이 도입된 압력판 추출 시험기를 이용한 흙-함수특성곡선 연구 (Soil Water Characteristic Curve Using Volumetric Pressure Plate Extractor Incorporated with TDR System)

  • 정영석;사희동;강성훈;오세붕;이종섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권8호
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    • pp.17-28
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    • 2015
  • 흙-함수특성곡선에 대한 선행 연구결과들의 경우, 정량적으로 간극수 유출입량을 측정하여 모관흡수력에 따른 체적함수비를 산정하였다. 본 연구에서는, 압력판 추출시험기(VPPE)에 Time Domain Reflectimoetry(TDR) 측정 시스템을 도입하여 불포화토의 건조과정 및 습윤과정 진행에 따른 유전상수를 측정하여 체적함수비를 산정하고자 하였다. 압력판 추출 시험기는 압력셀, 압력조절장치, 뷰렛 시스템, TDR 프로브로 구성된다. 압력셀에 초기 간극비가 다른 두 시료를 조성한 후, 압력조절장치를 이용하여 압력셀 내부에 0.1kPa - 50kPa 범위의 공기압을 가하여 모관흡수력을 조절하였다. 그리고 뷰렛시스템을 이용하여 모관흡수력 변화에 따른 시료의 체적함수비 변화를 측정하였다. 또한, 압력셀 내부에 설치된 TDR 프로브를 이용하여 프로브 양단에서 발생되는 전자기파의 반사 신호로부터 유전상수를 산정하였다. 주문진 표준사의 체적함수비 변화에 따른 유전상수 측정에 대한 보정으로 도출한 체적함수비와 유전상수관계를 이용하여 시료의 체적함수비를 산정하였다. 실험 결과, 시료의 초기 간극비와 상관없이 TDR 프로브에 의해 산정된 체적함수비는 뷰렛 시스템을 통해 정량적으로 산정된 체적함수비와 매우 유사한 것으로 나타났다. 또한, 건조과정 및 습윤과정 진행에 따라 동일한 모관흡수력에 대한 함수비의 차이가 존재하는 이력현상(Hysteresis)이 발생하였고, 건조과정 및 습윤과정의 반복에 따라 이력현상은 줄어들었다. 본 연구에서 적용된 전자기파의 시간영역반사법(TDR)을 통해 불포화토의 흙-함수특성곡선을 효과적으로 파악할 수 있을 것으로 판단된다.