• 제목/요약/키워드: quality change kinetics

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경화공정에 따른 복합재 부품 외부와 내부의 경화 거동 차이에 대한 연구 (Study of Cure Behavior of the External and Internal of Composite Parts)

  • 현동근;이동승;신도훈;김지훈
    • Composites Research
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    • 제33권5호
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    • pp.302-308
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    • 2020
  • 본 연구는 탄소 복합소재를 이용하여 오토클레이브와 진공백(Vacuum Bag Only) 공정으로 소재의 열전도 계수를구하고 경화 거동 모델을 통해 표면부와 내부의 경화 거동을 예측 및 비교하였다. 공정에 따른 열전도 계수의 변화로 인해 내부 온도가 표면부와 차이를 보였다. 오토클레이브 공정의 경우 높은 열전도 계수를 통하여 표면부와 내부의 온도는 거의 일치를 하였으며, 경화 거동 역시 유사하게 진행이 되었다. 하지만, 진공백 공정의 경우 표면부와 내부의 경화 거동이 많은 차이를 보였다. 이 차이는 부품 내부의 품질 및 공기 배출에 영향을 준다. 기계적 물성 차이를 확인하고자 0도 단방향 시편으로 압축시험을 수행하였고, 그 결과 진공백 성형이 조금 낮은 물성을 갖는다는 것을 확인하였다.

육류의 품질과 Time Temperature Integrator(TTI) 온도의존성에 대한 수학적 Simulation (Mathematical Simulation of the Temperature Dependence of Time Temperature Integrator (TTI) and Meat Qualities)

  • 박한조;심수동;민상기;이승주
    • 한국축산식품학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.349-355
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    • 2009
  • 육류의 품질예측에 가장 적합한 TTI의 조건을 분석하기 위하여, 온도-시간 이력에 따른 TTI의 색 변화와 Pseudomonas spp.의 증식수준을 수학적으로 Simulation 하였다. 일련의 kinetics 및 온도의존성 관련 함수식의 연산에는 수치해석 기법인 Euler's method를 적용하였으며, MS Excel VBA기반 컴퓨터 프로그램을 작성하여 계산하였다. 쇠고기의 저장 유통에 대한 몇 가지 온도-시간 경로에 대하여, 저장 시간에 따른 TTI 색 함수 및 $T_{eff}$(해당 온도-시간 이력에 대한 일종의 대표적 온도 값)의 변화를 simulation 하였다. 온도의존성(활성화에너지)가 서로 다른 TTI에 대하여 Simulation한 결과, 먼저 Pseudomonas 증식의 활성화 에너지와 같은 활성화에너지를 갖는 TTI의 경우 같은 색에 대하여 온도-시간 이력에 상관없이 항상 같은 증식수준을 나타냈다. 반면에 활성화에너지가 서로 다른 경우 TTI가 같은 색에 대하여 온도-시간 이력에 따라 서로 다른 증식수준을 나타냈다. 결론적으로 육류의 특정 품질에 대한 적합한 TTI는 서로 온도의존성이 일치할 때 가장 정확한 예측 값을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

Investigation of Drying Kinetics and Color Characteristics of White Radish Strips under Microwave Drying

  • Lee, Dongyoung;So, Jung Duk;Jung, Hyun Mo;Mo, Changyeun;Lee, Seung Hyun
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제43권3호
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    • pp.237-246
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    • 2018
  • Purpose: This study (a) investigated the effect of microwave power intensity and sample thickness on microwave drying characteristics of radish strips, and (b) determined the best-fit drying model for describing experimental drying data, effective moisture diffusivity ($D_{eff}$), and activation energy ($E_a$) for all drying conditions. Methods: A domestic microwave oven was modified for microwave drying and equipped with a small fan installed on the left upper side for removing water vapor during the drying process. Radishes were cut into two fixed-size strip shapes (6 and 9 mm in thickness). For drying experiments, the applied microwave power intensities ranged from 180 to 630 W at intervals of 90 W. Six drying models were evaluated to delineate the experimental drying curves of both radish strip samples. The effective moisture diffusivity ($D_{eff}$) was determined from Fick's diffusion method, and the Arrhenius equation was applied to calculate the activation energy ($E_a$). Results: The drying time was profoundly decreased as the microwave power intensity was increased regardless of the thickness of the radish strips; however, the drying rate of thicker strips was faster than that of the thinner strips up to a certain moisture content of the strip samples. The majority of the applied drying models were suitable to describe the drying characteristics of the radish strips for all drying conditions. Among the drying models, based on the model indices, the best model was the Page model. The range of estimated $D_{eff}$ for both strip samples was from $2.907{\times}10^{-9}$ to $1.215{\times}10^{-8}m^2/s$. $E_a$ for the 6- and 9-mm strips was 3.537 and 3.179 W/g, respectively. Conclusions: The microwave drying characteristics varied depending on the microwave power intensity and the thickness of the strips. In order to produce high-quality dried radish strips, the microwave power intensity should be lower than 180 W.

설비공학 분야의 최근 연구 동향 : 2013년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research : A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2013)

  • 이대영;김사량;김현정;김동선;박준석;임병찬
    • 설비공학논문집
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    • 제26권12호
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    • pp.605-619
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    • 2014
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2013. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of fluid machinery, pipes and relative parts including orifices, dampers and ducts, fuel cells and power plants, cooling and air-conditioning, heat and mass transfer, two phase flow, and the flow around buildings and structures. Research issues dealing with home appliances, flows around buildings, nuclear power plant, and manufacturing processes are newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for general analytical model for desiccant wheels, the effects of water absorption on the thermal conductivity of insulation materials, thermal properties of Octadecane/xGnP shape-stabilized phase change materials and $CO_2$ and $CO_2$-Hydrate mixture, effect of ground source heat pump system, the heat flux meter location for the performance test of a refrigerator vacuum insulation panel, a parallel flow evaporator for a heat pump dryer, the condensation risk assessment of vacuum multi-layer glass and triple glass, optimization of a forced convection type PCM refrigeration module, surface temperature sensor using fluorescent nanoporous thin film. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on ammonia inside horizontal smooth small tube, R1234yf on various enhanced surfaces, HFC32/HFC152a on a plain surface, spray cooling up to critical heat flux on a low-fin enhanced surface were actively carried out. In the area of industrial heat exchangers, researches on a fin tube type adsorber, the mass-transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed, fin-and-tube heat exchangers having sine wave fins and oval tubes, louvered fin heat exchanger were performed. (3) In the field of refrigeration, studies are categorized into three groups namely refrigeration cycle, refrigerant and modeling and control. In the category of refrigeration cycle, studies were focused on the enhancement or optimization of experimental or commercial systems including a R410a VRF(Various Refrigerant Flow) heat pump, a R134a 2-stage screw heat pump and a R134a double-heat source automotive air-conditioner system. In the category of refrigerant, studies were carried out for the application of alternative refrigerants or refrigeration technologies including $CO_2$ water heaters, a R1234yf automotive air-conditioner, a R436b water cooler and a thermoelectric refrigerator. In the category of modeling and control, theoretical and experimental studies were carried out to predict the performance of various thermal and control systems including the long-term energy analysis of a geo-thermal heat pump system coupled to cast-in-place energy piles, the dynamic simulation of a water heater-coupled hybrid heat pump and the numerical simulation of an integral optimum regulating controller for a system heat pump. (4) In building mechanical system research fields, twenty one studies were conducted to achieve effective design of the mechanical systems, and also to maximize the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included heating and cooling, HVAC system, ventilation, and renewable energies in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment is mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment are related to infiltration, ventilation, leak flow and airtightness performance in residential building. The subjects of building energy are worked on energy saving, operation method and optimum operation of building energy systems. The remained studies are related to the special facility such as cleanroom, internet data center and biosafety laboratory. water supply and drain system, defining standard input variables of BIM (Building Information Modeling) for facility management system, estimating capability and providing operation guidelines of subway station as shelter for refuge and evaluation of pollutant emissions from furniture-like products.

지하수내 갈색 부유/침전 물질의 생성 반응에 관한 평형 및 반응속도론적 연구: 적정 양수 기법 및 탁도 제거 방안에 대한 제안 (Geochemical Equilibria and Kinetics of the Formation of Brown-Colored Suspended/Precipitated Matter in Groundwater: Suggestion to Proper Pumping and Turbidity Treatment Methods)

  • 채기탁;윤성택;염승준;김남진;민중혁
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.103-115
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    • 2000
  • 갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

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