• 제목/요약/키워드: steady state condition

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Simulated Moving Bed 크로마토그래피를 이용한 프럭토 올리고당의 정제 (Purification of Fructooligosaccharides Using Simulated Moving Bed Chromatography)

  • 오난숙;이종호;구윤모
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권6호
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    • pp.715-721
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    • 2005
  • SMB 크로마토그래피 기술을 포도당, 수크로즈, 프럭토 올리고당(케스토즈, 니스토즈)의 혼합물 중 프럭토 올리고당을 고순도로 얻기 위해 사용하였다. SMB 운전 조건은 일반적으로 실험 중 칼럼 내에서 발생하는 반응을 고려하지 않는 삼각형 이론(triangle theory)이나 정지파(standing wave) 디자인을 따른다. 그러나 칼럼 내에서 반응은 실험 결과에 크게 영향을 미칠 수 있다. 프럭토 올리고당은 운전 중 가수분해되어 포도당과 과당으로 분해된다. 반응을 바로잡기 위해 가수분해 후 정상상태에서 각 성분의 농도를 역 추정하였고 이를 모사에 적용하였다. 수크로즈를 제외한 포도당과 케스토즈, 니스토즈의 농도 곡선은 거의 일치했으나 수크로즈는 중간물질이며 가수분해 속도가 프럭토 올리고당에 비해 느리기 때문에 농축되어 모사 결과와 일치하지 않았다. 프럭토 올리고당은 산성이고 높은 온도 조건에서 더 쉽게 가수분해가 일어난다. 분리수지에 전 처리를 하여 pH를 조정해 더 낮은 온도에서 실험을 수행하면 가수분해 정도를 감소시킬 수 있다.

Numerical simulation and investigation of jet impingement cooling heat transfer for the rotor blade

  • Peiravi, Amin;Bozorg, Mohsen Agha Seyyed Mirza;Mostofizadeh, Alireza
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제7권6호
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    • pp.537-551
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    • 2020
  • Investigation of leading edge impingement cooling for first stage rotor blades in an aero-engine turbine, its effect on rotor temperature and trailing edge wake loss have been undertaken in this study. The rotor is modeled with the nozzle for attaining a more accurate simulation. The rotor blade is hollowed in order for the coolant to move inside. Also, plenum with the 15 jet nozzles are placed in it. The plenum is fed by compressed fresh air at the rotor hub. Engine operational and real condition is exerted as boundary condition. Rotor is inspected in two states: in existence of cooling technique and non-cooling state. Three-dimensional compressible and steady solutions of RANS equations with SST K-ω turbulent model has been performed for this numerical simulation. The results show that leading edge is one of the most critical regions because of stagnation formation in those areas. Another high temperature region is rotor blade tip for existence of tip leakage in this area and jet impingement cooling can effectively cover these regions. The rotation impact of the jet velocity from hub to tip caused a tendency in coolant streamlines to move toward the rotor blade tip. In addition, by discharging used coolant air from the trailing edge and ejecting it to the turbines main flow by means of the slot in trailing edge, which could reduce the trailing edge wake loss and a total decrease in the blade cooling loss penalty.

경상북도 영천지역의 지하수위 회복 예측 수치 모델링 (Numerical Modeling on the Prediction of Groundwater Recovery in the Youngchun Area, Kyungbook Province)

  • 이병대;추창오;이봉주;조병욱;함세영;임현철
    • 자원환경지질
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    • 제36권6호
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    • pp.431-440
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    • 2003
  • 도수로터널 굴착으로 인하여 하강되었던 주변 지역의 지하수위 회복을 모델링하였다. 터널 굴착 후, 라이닝 전ㆍ후를 기준으로, 먼저 정상류 상태에서 라이닝 전의 배출량과 지하수위를 보정하고, 그 다음 부정류 상태에서 라이닝과 그라우팅 후 터널내의 배출량을 점차적으로 줄여 가면서 모델링하였다. 정상류 상태의 모델링에서 터널 컨덕턴스가 25∼90% 감소될 경우, 배출량은 5.5∼82.7% 감소되는 것으로 예측되었고, 지하수위는 8∼72.4% 회복되는 것으로 예측되었다. 부정류 상태의 지하수위 회복시기 예측 모델링에서 컨덕턴스가 75% 감소될 경우, 대부분 관측공들은 20년 내외에서 회복되는 것으로 예측되었고, 지하수위가 70m 이상인 일부 관측공들은 회복되는 것이 불가능하였다. 컨덕턴스 90% 감소 시에는 모든 관측공들이 15년 이내에 회복되는 것으로 예측되었다.

Consistent thermal analysis procedure of LNG storage tank

  • Jeon, Se-Jin;Jin, Byeong-Moo;Kim, Young-Jin;Chung, Chul-Hun
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제25권4호
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    • pp.445-466
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    • 2007
  • As the LNG (Liquefied Natural Gas) tank contains cryogenic liquid, realistic thermal analyses are of a primary importance for a successful design. The structural details of the LNG tank are so complicated that some strategies are necessary to reasonably predict its temperature distribution. The proposed heat transfer model can consider the beneficial effects of insulation layers and a suspended deck on temperature distribution of the outer concrete tank against cryogenic conditions simply by the boundary conditions of the outer tank model. To this aim, the equilibrium condition or heat balance in a steady state is utilized in a various way, and some aspects of heat transfer via conduction, convection and radiation are implemented as necessary. Overall thermal analysis procedures for the LNG tank are revisited to examine some unjustifiable assumptions of conventional analyses. Concrete and insulation properties under cryogenic condition and a reasonable conversion procedure of the temperature-induced nonlinear stress into the section forces are discussed. Numerical examples are presented to verify the proposed schemes in predicting the actual temperature and stress distributions of the tank as affected by the cryogenic LNG for the cases of normal operation and leakage from the inner steel tank. It is expected that the proposed schemes enable a designer to readily detect the effects of insulation layers and a suspended deck and, therefore, can be employed as a useful and consistent tool to evaluate the thermal effect in a design stage of an LNG tank as well as in a detailed analysis.

pH 변화와 인산 제한이 Closoidium acetobutylicum의 연속발효에 미치는 영향 (Effects of p variation and phosphate limitation on the continuous fermentation of Clostridium acetobutylicum)

  • 신순영;김병흥
    • KSBB Journal
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    • 제5권1호
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    • pp.9-17
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    • 1990
  • Clostridium acetobutyloicum KCTC 1037의 용매 생성조건을 알기 위하여 pH변화와 인산제한의 조건 하에서 회분 배양과 연속 배양을 실시하였다. C. acetobut-ylicum KCTC 1037은 pH5.5나 6.5에서 보다 pH 4.5에서 잘 자라는 호산성이었으며, pH4.5의 진리되지 않은 부티르산이 약 20mM인 조건에서 용매 발효로 전환되었으나, pH5.5의 전리되지 않은 부티트산이 17mM인 조건에서는 용매 발효가 일어나지 않았다. 인산 제한 조건에서 배지에 인산이 KH$_2PO_4$$K_2HPO_4$0.1g/l이하인 경우 용매 생성량이 증가하였으나, 생육 속도에는 영향을 미치지 않았다. 인산제한 이단 연속배양에서 pH5.5인 stage1에서는 산생성기가 유지 되었고 한편 pH4.5인 stage2에서는 초기에는 용매가 생성 되었으나 150시간 이후에는 용매의 양이 감소되었으며 산생성기로 전환되는 등 불규칙한 발효 양상을 보였다. 또 pH5.0, 희석율 $0.05h^{-1}$인 stage2에서 전리되지 않은 유기산이 36mM인 조건에서도 용매 발효가 일어나지 않았다. 이러한 결과로서 C.acelobutylicumd의 용매 생성 조건은 산성 pH나 인산 제한 조건외에 균의 최대 에너지 생성을 유지하려는 대사와 관련 되었을 것으로 추측하였다.

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에너지 파일의 열적거동 인자분석 (Thermal Influential Factors of Energy Pile)

  • 정상섬;송진영;민혜선;이성준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권6C호
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    • pp.231-239
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    • 2010
  • 본 논문에서는 지열을 이용한 PHC, 강관, 동관말뚝 형태인 에너지 파일의 지반 조건별 내부 충진재 열전도도 효율과 겨울철 열교환기 내부 순환수의 유속별(0.3m/s, 0.6m/s, 0.9m/s) 24시간 운용(8시간 운용, 16시간 대기)시너지 파일의 열전달 거동을 ABAQUS(ver 6.10)와 FLUENT(ver 6.3.26)를 사용하여 분석하였다. 분석결과 말뚝 재료와 지반조건별 열전달 효율은 동관, 강관, PHC 말뚝순으로 열전달 효율이 좋은 것으로 나타났으며, 말뚝 중 PHC 말뚝 형태의 에너지 파일을 유속별 8시간 운용에 따른 분석결과 경계조건이 일정할 때 유속 조건 중 유입속도 0.6m/s 일 때 평균 유출온도(275.4K) 및 열교환율(103.1W/m)로 경제적인 유속으로 판단되었으며, 8시간 운용 후 초기조건과 동일하게 16시간동안 지열이 에너지파일에 공급 시 정상상태와의 온도차는 0.1K 로 열량이 충분히 충전되어 에너지 파일의 겨울철 8시간운용 - 6시간대기는 운용상 적절한 것으로 판단된다.

고려인삼에서 광반응 및 호흡에 미치는 잎온도의 영향 (Effect of Leaf Temperature on Light Response and Respiration in Panax ginseng C. A. Meyer)

  • 현동윤;유남희
    • 한국작물학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.725-728
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    • 1996
  • 고려인삼의 광 반응과 호흡에 미치는 잎 온도의 영향을 알아보기 위하여 단기적(short term)으로 조절된 광도에서 조건별로 온도를 1$^{\circ}C$간격으로 3$0^{\circ}C$까지, 암 조건에서는 46$^{\circ}C$까지 증가시켜 그 반응을 살펴보았다. 고려인삼의 Rubisco 활성은 낮은 광도와 잎 온도 조건에서 높은 경향을 보였는데, 광도가 100$\mu$ mol m$^{-2}$ s$^{-1}$에서는 18$^{\circ}C$의 잎온도에서 최고의 활성을 보였으며 이는 200$\mu$ mol m$^{-2}$ s$^{-1}$ 광도에서도 같은 경향으로 나타났다. 그러나 300, 400$\mu$ mol m$^{-2}$ s$^{-1}$에서는 잎 온도 수준이 각각 17$^{\circ}C$와 16$^{\circ}C$에서 최고 반응을 보여 광도증가에 따라 적정온도수준이 감소하는 것으로 나타났다. 반면, 암조건 에서는 28$^{\circ}C$부터 4$0^{\circ}C$까지 호흡량이 급속히 증가하다가 4$0^{\circ}C$ 이후부터는 급속히 감소함을 보였다. 이상의 결과는 잎온도 조절에 따라 광이용효율을 높일 수 있으며 암조건에서의 $CO_2$ 발생량을 줄일 수 있을 것으로 생각된다.

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동화상내 공기유입속도의 변화에 따른 벼의 광합성반응 (Photosynthetic Response of Rice Plant to Changes of Air Influx Rate into Photosynthetic Chamber)

  • 현동윤;최경구;김진기
    • 한국작물학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.526-530
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    • 1994
  • 본 연구는 자연조건에서 생육된 벼를 수정 후 13일에서 15일에 일정한 환경조건으로 옮긴 다음 공기유입속도의 변화(200-280-360-440 ml/min.)에 따른 벼의 광합성 반응을 알아보기 위하여 진행되었다. 공기유입속도의 변화에 따른 경시적인 광합성반응에서, 기공전도율은 처리 후 초기에 급속히 감소한 다음 일정시간동안 동요되다가 약 1시간에서 1시간30분후에 평형상태에 도달되었다. 이와 유사한 변화는 탄소동화율에서도 찾아 볼 수 있었다. 기공전도율은 공기유입속도가 증가함에 따라 감소하였는데, 그 감소율은 탄소동화율에서 나타나는 감소율과 일치되는 경향이었다. 공기의 흐름을 분당 440 ml로 하여 전분이 축적되는 기간동안 처리하였을 경우, 전분덩어리들 간의 결합구조가 느슨하며 전분덩어리를 횡단하였을 경우에는 미세한 구멍이 발생됨을 관찰할 수 있었다. 이상에서 알 수 있는 것은 공기유입속도의 증가에 따른 기공전도율과 탄소동화율은 상호간 관계가 밀접함을 알 수 있으며 공기유입속토의 증가는 광합성과정에서 $CO_2$흡수 및 광합성의 최종산물인 전분구조에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

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Free surface effects on 2-D airfoils and 3-D wings moving over water

  • Bal, Sakir
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제6권3호
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    • pp.245-264
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    • 2016
  • The iterative boundary element method (IBEM) developed originally before for cavitating two-dimensional (2-D) and three-dimensional (3-D) hydrofoils moving under free surface is modified and applied to the case of 2-D (two-dimensional) airfoils and 3-D (three-dimensional) wings over water. The calculation of the steady-state flow characteristics of an inviscid, incompressible fluid past 2-D airfoils and 3-D wings above free water surface is of practical importance for air-assisted marine vehicles such as some racing boats including catamarans with hydrofoils and WIG (Wing-In-Ground) effect crafts. In the present paper, the effects of free surface both on 2-D airfoils and 3-D wings moving steadily over free water surface are investigated in detail. The iterative numerical method (IBEM) based on the Green's theorem allows separating the airfoil or wing problems and the free surface problem. Both the 2-D airfoil surface (or 3-D wing surface) and the free surface are modeled with constant strength dipole and constant strength source panels. While the kinematic boundary condition is applied on the airfoil surface or on the wing surface, the linearized kinematic-dynamic combined condition is applied on the free surface. The source strengths on the free surface are expressed in terms of perturbation potential by applying the linearized free surface conditions. No radiation condition is enforced for downstream boundary in 2-D airfoil and 3-D wing cases and transverse boundaries in only 3-D wing case. The method is first applied to 2-D NACA0004 airfoil with angle of attack of four degrees to validate the method. The effects of height of 2-D airfoil from free surface and Froude number on lift and drag coefficients are investigated. The method is also applied to NACA0015 airfoil for another validation with experiments in case of ground effect. The lift coefficient with different clearance values are compared with those of experiments. The numerical method is then applied to NACA0012 airfoil with the angle of attack of five degrees and the effects of Froude number and clearance on the lift and drag coefficients are discussed. The method is lastly applied to a rectangular 3-D wing and the effects of Froude number on wing performance have been investigated. The numerical results for wing moving under free surface have also been compared with those of the same wing moving above free surface. It has been found that the free surface can affect the wing performance significantly.

구획화재에서 환기조건의 변화가 화재특성에 미치는 영향(Part I: FDS의 성능평가) (Effects of Ventilation Condition on the Fire Characteristics in Compartment Fires (Part I: Performance Estimation of FDS))

  • 황철홍;박충화;고권현
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.131-138
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    • 2010
  • 실규모 ISO 9705 표준 화재실에서 과환기화재 및 환기부족화재에 대한 열 및 화학적 특성에 관한 실험 및 수치해석 연구가 수행되었다. 과환기화재 및 환기부족화재의 발생을 위하여 연료 유량과 출입구의 폭이 변화되었다. FDS(Fire Dynamic Simulator)의 화재현상 예측성능을 검토하기 위하여 실험과 수치해석에서 얻어진 온도 및 화학종의 농도에 대한 상세한 비교가 이루어졌다. 과환기화재 및 환기부족화재의 전반적인 특성은 연소효율, 총괄당량비뿐만 아니라 고온 상층부에서 측정된 온도 및 화학종의 농도분포에 의해서도 명확하게 구분되었다. 과환기화재에서 FDS는 온도 및 화학종의 농도에 관한 실험결과를 정량적으로 매우 잘 예측하였다. 반면에 환기부족화재의 경우, 시간 증가에 따른 $CO_2$의 감소 및 CO의 증가와 같은 비정상적 화학적특성의 예측에는 한계가 있음을 알 수 있었다. 그럼에도 불구하고 정상상태 구간의 시간 평균된 온도 및 화학종의 농도는 실험결과를 적절히 잘 예측하였다. 위 결과로 부터 FDS는 과환기 화재 및 환기부족화재의 특성을 예측하는데 매우 유용하게 활용될 수 있음을 알 수 있었다.