증발접시 증발량자료를 이용한 공기동력학적 증발량 산정 방법의 적용성 평가

임창수,Rim, Chang-Soo 한국수자원학회 2017 한국수자원학회논문집 Vol.50 No.11

본 연구에서는 우리나라 56개 연구지역에 대해서 증발량 산정방법 중에 하나인 공기동력학적 방법의 적용성을 검토하였다. 이를 위해 과거 연구자들에 의해서 제안된 공기동력학적 증발량 산정식들을 7가지 형식으로 구분하고 일반화하여 증발량 산정모델을 유도하였다. 또한, 공기동력학적 방법 적용에 필요한 기상요소자료들(풍속, 포화미흡량, 기온, 대기압)을 이용하여 4가지의 다변량 선형회귀모델을 유도하고 그 적용성을 검토하였다. 기상자료들의 자기상관의 영향을 고려하기 위해 변수들을 차분시켜 회귀분석을 실시하고 자기상관을 고려하지 않은 경우와 비교한 결과 결정계수 값에 큰 차이가 없음을 확인하였다. 연구결과에 의하면 공기동력학적 모델이나 다변량 선형회귀모델 모두에서 산정된 월 증발량과 관측된 월 증발량 사이에 매우 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다. 하지만 대부분의 증발량 산정모델에서 8, 9, 10, 11, 12월에 증발량을 과다 산정하고 있는 것으로 나타났다. 다변량 선형회귀모델들에 사용된 기상요소자료들은 모두 증발량 산정에 유의한 영향력이 있는 것으로 나타났으며, 특히 포화 미흡량이 가장 중요한 기상요소이며, 두 번째로는 기온, 세 번째로는 풍속, 그리고 마지막으로 대기압인 것으로 나타났다. In this study, applicabilities of aerodynamic approaches for the estimation of pan evaporation were evaluated on 56 study stations in South Korea. To accomplish this study purpose, previous researchers' evaporation estimation equations based on aerodynamic approaches were grouped into seven generalized evaporation models. Furthermore, four multiple linear regression (MLR) models were developed and tested. The independent variables of MLR models are meteorological variables such as wind speed, vapor pressure deficit, air temperature, and atmospheric pressure. These meteorological variables are required for the application of aerodynamic approaches. In order to consider the effect of autocorrelation, MLR models were developed after differencing variables. The applicability of MLR models with differenced variables was compared with that of MLR models with undifferenced variables and the comparison results showed no significant difference between the two methods. The study results have indicated that there is strong correlation between estimated pan evaporation (using aerodynamic models and MLR models) and measured pan evaporation. However, pan evaporation are overestimated during August, September, October, November, and December. Most of meteorological variables that are used for MLR models show statistical significance in the estimation of pan evaporation. Vapor pressure deficit was turned out to be the most significant meteorological variable. The second most significant variable was air temperature; wind speed was the third most significant variable, followed by atmospheric pressure.

Applicability evaluation of aerodynamic approaches for evaporation estimation using pan evaporation data

Rim, Chang-Soo 한국수자원학회 2017 한국수자원학회논문집 Vol.50 No.11

본 연구에서는 우리나라 56개 연구지역에 대해서 증발량 산정방법 중에 하나인 공기동력학적 방법의 적용성을 검토하였다. 이를 위해 과거 연구 자들에 의해서 제안된 공기동력학적 증발량 산정식들을 7가지 형식으로 구분하고 일반화하여 증발량 산정모델을 유도하였다. 또한, 공기동력학적 방법 적용에 필요한 기상요소자료들(풍속, 포화미흡량, 기온, 대기압)을 이용하여 4가지의 다변량 선형회귀모델을 유도하고 그 적용성을 검토하였다. 기상자료들의 자기상관의 영향을 고려하기 위해 변수들을 차분시켜 회귀분석을 실시하고 자기상관을 고려하지 않은 경우와 비교한 결과 결정 계수 값에 큰 차이가 없음을 확인하였다. 연구결과에 의하면 공기동력학적 모델이나 다변량 선형회귀모델 모두에서 산정된 월 증발량과 관측된 월 증발량 사이에 매우 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다. 하지만 대부분의 증발량 산정모델에서 8, 9, 10, 11, 12월에 증발량을 과다 산정하고 있는 것으로 나타났다. 다변량 선형회귀모델들에 사용된 기상요소자료들은 모두 증발량 산정에 유의한 영향력이 있는 것으로 나타났으며, 특히 포화 미흡량이 가장 중요한 기상요소이며, 두 번째로는 기온, 세 번째로는 풍속, 그리고 마지막으로 대기압인 것으로 나타났다. In this study, applicabilities of aerodynamic approaches for the estimation of pan evaporation were evaluated on 56 study stations in South Korea. To accomplish this study purpose, previous researchers' evaporation estimation equations based on aerodynamic approaches were grouped into seven generalized evaporation models. Furthermore, four multiple linear regression (MLR) models were developed and tested. The independent variables of MLR models are meteorological variables such as wind speed, vapor pressure deficit, air temperature, and atmospheric pressure. These meteorological variables are required for the application of aerodynamic approaches. In order to consider the effect of autocorrelation, MLR models were developed after differencing variables. The applicability of MLR models with differenced variables was compared with that of MLR models with undifferenced variables and the comparison results showed no significant difference between the two methods. The study results have indicated that there is strong correlation between estimated pan evaporation (using aerodynamic models and MLR models) and measured pan evaporation. However, pan evaporation are overestimated during August, September, October, November, and December. Most of meteorological variables that are used for MLR models show statistical significance in the estimation of pan evaporation. Vapor pressure deficit was turned out to be the most significant meteorological variable. The second most significant variable was air temperature; wind speed was the third most significant variable, followed by atmospheric pressure.

페로니켈 슬래그로 부터 제조된 Mg(OH)₂를 이용한 CO₂ 고정화

송호양,서종범,강성규,김인득,최봉욱,오광중,Song, Hao-Yang,Seo, Jong-Beom,Kang, Seong-Kuy,Kim, In-Deuk,Choi, Bong-Wook,Oh, Kwang-Joong 한국청정기술학회 2014 청정기술 Vol.20 No.1

본 논문은 페로니켈 슬래그를 이용하여 간접적으로 $CO_2$를 고정화시키는 기술에 대한 연구를 하였으며, 효율적으로 Mg를 추출하여 제조된 $Mg(OH)_2$의 $CO_2$ 고정화 최적 조건을 제시하고자 하였다. 실험 결과, 최적의 추출조건은 1 M $H_2SO_4$, 반응온도 333 K이었으며, 용출액에 NaOH를 첨가하여 pH값을 8까지 높일 경우, 침전물은 $Fe_2O_3$로 확인되었다. 또한 pH 값이 11까지 높아질 때, 그 성분은 $Mg(OH)_2$로 나타났다. 이렇게 제조된 $Mg(OH)_2$ slurry 용액을 $CO_2$ 고정화실험에서 준 2차 탄산화반응 모델을 통해 적용한 결과, 반응온도 및 초기 $CO_2$분압에 따라 초기 $CO_2$의 고정화 속도를 증진할 수 있는 반면 반응온도가 323 K 이상 높아질 경우, 고정화속도가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 $CO_2$ 고정화반응 시 이온을 조사한 결과, $CO_2$를 고정화 할 수 있는 최적의 pH 조건으로 8.38 이상 유지해야 할 것으로 판단되었다. 종합적으로 본 연구에서는 페로니켈 슬래그를 이용하여 $CO_2$를 고정화하기 위한 최적의 조건을 도출하였으며, 향후 $CO_2$를 고정화 하기 위한 연구의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. In this study, the $Mg(OH)_2$ slurry was made form ferro-nickel slag and then used for $CO_2$ sequestration. The experiments were in the order as leaching step, precipitation, carbonation experiments. According to the leaching results, the optimal leaching conditions were $H_2SO_4$ concentration of 1 M and the temperature of 333 K. In the $Mg(OH)_2$ manufacturing step, NaOH was added to increase the pH upto 8, the first precipitation was confirmed as $Fe_2O_3$. After removal the first precipitation, the pH was upto 11, the $Mg(OH)_2$ was generated by XRD analysis. The $Mg(OH)_2$ slurry was used for $CO_2$ sequestration. The pseudo-second-order carbonation model was used to apply for $CO_2$ sequestration. The $CO_2$ sequestration rate was increased by the $CO_2$ partial pressure and temperature. However, $CO_2$ sequestration rate was decreased when temperature upto 323 K. After $CO_2$ sequestrated by $Mg(OH)_2$, the $CO_2$ can be sequestrated stable as $MgCO_3$. This study also presented optimal sequestration condition was the pH upto 8.38, the maximum $MgCO_3$ can be generated. This study can be used as the basic material for $CO_2$ sequestration by ferro-nickel slag at pilot scale in the future.

페로니켈 슬래그로 부터 제조된 Mg(OH)₂를 이용한 CO₂ 고정화

송호양(Hao-Yang Song),서종범(Jong-Beom Seo),강성규(Seong-Kuy Kang),김인득(In-Deuk Kim),최봉욱(Bong-Wook Choi),오광중(Kwang-Joong Oh) 한국청정기술학회 2014 청정기술 Vol.20 No.1

본 논문은 페로니켈 슬래그를 이용하여 간접적으로 CO₂를 고정화시키는 기술에 대한 연구를 하였으며, 효율적으로 Mg를 추출하여 제조된 Mg(OH)₂의 CO₂ 고정화 최적 조건을 제시하고자 하였다. 실험 결과, 최적의 추출조건은 1 M H₂SO₄, 반응온도 333 K이었으며, 용출액에 NaOH를 첨가하여 pH값을 8까지 높일 경우, 침전물은 Fe₂O₃로 확인되었다. 또한 pH 값이 11까지 높아질 때 , 그 성분은 Mg(OH)₂로 나타났다. 이렇게 제조된 Mg(OH)₂ slurry 용액을 CO₂ 고정화실험에서 준 2차 탄산화반응 모델을 통해 적용한 결과, 반응온도 및 초기 CO₂분압에 따라 초기 CO₂의 고정화 속도를 증진할 수 있는 반면 반응온도가 323 K 이상 높아질 경우, 고정화속도가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 CO₂고정화반응 시 이온을 조사한 결과, CO₂를 고정화 할 수 있는 최적의 pH 조건으로 8.38 이상 유지해야 할 것으로 판단되었다. 종합적으로 본 연구에서는 페로니켈 슬래그를 이용하여 CO₂를 고정화하기 위한 최적의 조건을 도출하였으며, 향후 CO₂를 고정화 하기 위한 연구의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. In this study, the Mg(OH)₂ slurry was made form ferro-nickel slag and then used for CO₂ sequestration. The experiments were in the order as leaching step, precipitation, carbonation experiments. According to the leaching results, the optimal leaching conditions were H₂SO₄ concentration of 1 M and the temperature of 333 K. In the Mg(OH)₂ manufacturing step, NaOH was added to increase the pH upto 8, the first precipitation was confirmed as Fe₂O₃. After removal the first precipitation, the pH was upto 11, the Mg(OH)2 was generated by XRD analysis. The Mg(OH)₂ slurry was used for CO₂ sequestration. The pseudo-second-order carbonation model was used to apply for CO₂ sequestration. The CO₂ sequestration rate was increased by the CO₂ partial pressure and temperature. However, CO₂ sequestration rate was decreased when temperature upto 323 K. After CO₂ sequestrated by Mg(OH)₂, the CO₂ can be sequestrated stable as MgCO₃. This study also presented optimal sequestration condition was the pH upto 8.38, the maximum MgCO₃ can be generated. This study can be used as the basic material for CO₂ sequestration by ferro-nickel slag at pilot scale in the future.

고분자 기반 동력학적 억제제가 보이는 천연가스 하이드레이트의 생성유도시간 측정과 예측

한송이(Songlee Han),이상용(Sangyong Lee),강성필(Seong-Pil Kang),이영우(Young-Woo Rhee) 한국신재생에너지학회 2015 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.6

동력학적 신뢰성 모형에 의한 교각주위의 국부 세굴 해석

이철응(Lee Cheol-Eung) 강원대학교 환경연구소 2002 環境硏究 Vol.19 No.-

경사제 피복재의 안정성 해석을 위한 동력학적 신뢰성 모형

이철응 江原大學校 産業技術硏究所 2001 産業技術硏究 Vol.21 No.B

A dynamic reliability model for analyzing the stability of armor units on rubble-mound breakwater is mathematically developed by using Hudson's formula and definition of single-failure mode. The probability density functions of resistance and loading functions are defined properly, the related parameters to those probability density functions are also estimated straightforwardly by the first-order analysis. It is found that probabilities of failure for the stability of armor units on rubble-mound breakwater are continuously increased as the service periods are elapsed, because of the occurrence of repeated loading of random magnitude by which the resistance may be deteriorated. In particular, the factor of safely is incorporated into the dynamic reliability model in order to evaluate the probability of failure as a function of factor of safety. It may thus be possible to take some informations for optimal design as well as managements and repairs of armor units on rubble-mound breakwater from the dynamic reliability analyses.

하수처리공정 ASM-type 모델 오차 저감을 위한 강화학습기반 동력학적 계수 자율 보정

남기전(Kijeon Nam),유창규(Changkyoo Yoo),허성구(Sungku Heo) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11

MCFC의 예비 개질 반응 메커니즘 연구

이우형 ( Woo-hyung Lee ),박용기 ( Yong-ki Park ) 산업진흥원 2018 산업진흥연구 Vol.3 No.2

본 연구에서는 탄화수소 개질을 위한 예비 개질기에서 에탄의 반응 메커니즘과 이에 적합한 반응속도식에 대한 연구를 수행하였다. 반응 mechanism 분석을 통해 ethane의 개질 반응 중 (CO2+H2, C2H6+H2, C2H6+H2O)3개의 반응이 진행되는 것을 확인할 수 있었으며, 각각의 반응 속도 (CO2+H2(r = 3.42 × 10-5molgcat.-1 s-1), C2H6+H2(r= 3.18 × 10-5 mol gcat.-1s-1), C2H6+H2O(r = 1.84 × 10-5 mol gcat.-1s-1)) 를 구하였다. 이를 통해 C2H6+H2O반응이 rate determining step (RDS)임을 확인하고, Langmuir-Hinshelwood model (L-H model)을 통해 이 반응의 반응식을 r=kS*(KAKBPC2H6PH2O)/(1+KAPC2H6+KBPH2O)2 (KA=2.052,KB=6.384,kS=0.189×10-2)로 나타낼 수 있었다. 이렇게 얻어진 반응식은 반응 메커니즘을 고려하지 않고 유도된 power rate law와 비교하였으며, power rate law는 좁은 농도 변화 영역 (ethane 약 2.5-4%, water 약 60-75%)에서는 비교적 유사한 fitting이 이루어졌지만, 넓은 농도 변화 영역에서는 반응 mechanism을 토대로 얻은 L-H model 반응식이 실험값과 더 유사한 값을 보이는 것을 확인하였다. In this study, the reaction mechanism of ethane and the reaction rate equation suitable for hydrocarbon reforming were studied. Through the reaction mechanism analysis, it was confirmed that three reactions (CO2 + H2, C2H6 + H2, C2H6 + H2O) proceed during the reforming reaction of ethane, each reaction rate (CO2+H2(r = 3.42 × 10-5molgcat.-1 s-1), C2H6+H2(r = 3.18 × 10-5 mol gcat.-1s-1), C2H6+H2O(r = 1.84 × 10-5 mol gcat.-1s-1)) was determined. It was confirmed that the C2H6 + H2O reaction was a rate determining step (RDS). And the reaction equation of this reaction can be expressed as r = kS * (KAKBPC2H6PH2O) / (1 + KAPC2H6 + KBPH2O) (KA = 2.052, KB = 6.384, kS = 0.189 × 10-2) through the Langmuir-Hinshelwood model. The obtained equation was compared with the derived power rate law without regard to the reaction mechanism and the power rate law was relatively similar fitting in the narrow concentration change region (about 2.5-4% of ethane, about 60-75% of water) It was confirmed that the LH model reaction equation based on the reaction mechanism shows a similar value to the experimental value in the wide concentration change region.

하수슬러지의 습식산화반응에 대한 동력학적 연구

안재환(Jae Hwan Ahn) 大韓環境工學會 2005 대한환경공학회지 Vol.27 No.7