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- 발행기관 : Ecole centrale des arts et manufactures (검색결과 2 건)
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권영각 Ecole centrale des arts et manufactures 1986 해외박사
해양구조물을 부식으로부터 보호하기 위해 강제전류음극방식을 적용하는 경우 파도에 의한 피로하중과 음극방식하의 부식분위기의 복합작용이 구조물 재료의 피로균열전파에 어떠한 영향을 주게 되는가를 고찰하기 위하여, 실제 해양구조물에 사용되는 E355강 (AFNOR규격)과 신규개발된 저탄소강(0.06%C)3종류, 즉 1%A1-1%Cr강, 0.43%Cu강 및 기준 강에 대하여 해수중 음극방식하의 부식피로균열전파 거동에 영향을 미칠 수 있는 각종 전기화학적, 기계적, 금속적 인자들을 변화시켜가면서 부식피로균열전파시험을 수행하고 그 결과를 분석, 고찰하였다. 전기화학적 요소들의 역할로서, 음극방식전위와 용액의 PH는 피로균열의 발생수명에 결정적 역할을 하므로써 재료의 피로수명에 큰 영향을 미치게 된다. 방식전위가 낮을수록, PH가 낮을수록 재료표면에서의 수소활동성이 높아지므로 균열발생을 위한 임계수소농도에 도달하기 용이하게 된다. 조수작용 (해수-공기의 계속적 반복)은 피로수명을 연장시키며, 이는 해수 습도가 높은 상태에서 균열내부에 형성된 부식물이 균열 선단부의 응력확대계수범위를 감소시키기 때문이다. 기계적 인자로써, 반복하중의 주파수는 낮을수록 해수의 균열전파 촉진성을 증가시키지만, 5Hz 이상의 주파수에서는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다. 과부하작용에 의한 피로균열의 지연은 해수중 음극방식조건에서 공기중에서보다 뚜렷하지 않은 것으로 나타났다. 그러나, 과부하에 의해 균열전파가 지체되는 균열거리는 두 조건에서 거의 유사하게 나타난다. 금속적 인자로써, 저탄소강에 합금성분으로써 1%A1과 1%Cr을 첨가한 것은 해수중에서의 피로균열 특성을 개선시키지 않으며, 오히려 음극방식 적용시에는 더 나쁜 효과를 줄 수 있는 것으로 나타났다. 0.43%Cu의 첨가는 부식피로균열특성을 약간 개선시키게 된다. 용접부에서는 용접잔류응력에 의해 균열전파속도가 낮아지게 된다. 수소발생환경에서 균열전파는 언제나 촉진되지만, 수소와 잔류응력의 복합작용은 때로는 균열전파를 정지시킬 수도 있는 것으로 나타났다. 음극방식에 의한 수소발생 환경에서의 피로균열전파의 일반적 현상으로써, 수소의 존재시에는 균열이 더욱 직선적으로 곧게 진전하게 되며, 또한 공기중에서는 균열부위가 경화되는 경향이 있으나 수소 존재시에는 균열부위의 연화 현상이 나타나게 된다. 피로파단면에서 관찰되는 줄무늬는 수소존재시에도 공기중에서처럼 나타나지만 균열전파속도와 줄무늬의 거리는 서로 일치하지 않는 것으로 나타났다.
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이재설 Ecole centrale des arts et manufactures 1983 해외박사
화학공정에서 중요한 단위조작의 하나인 증류탑의 설계 및 운전을 위해서는 기체 와 액체 양상간의 평형관계와 함께 양상간의 접촉시의 물질전달 효율이 중요한 변수이 다. 본 연구에서는 액상-기상간의 접촉이 일어나는 증류탑의 단(plate) 효율을 각종 물리화학적 변수들(특히 수력학적 변수)을 인자로 모델링(modeling)하여 단효율을 입 력자료로 부터 쉽게 계산해 낼수 있는 상관관계(correlation)들을 제안하였다. 증류탑 의 단효율평가는 물질전달 계수 계산으로부터 얻어지는데 이것은 물질전달 면적 및 상 간접촉시간등의 변수와 함께 실험적 계수에 의해 결정된다. 여기서 중요시 되는 물질 전달계수의 결정에는 상의 성분(component)의 성질이 중요한 역할을 하며 또한 성분 의 수가2 성분혼합물(binary mixture) 이상일 때는 성분간의 간섭관계가 복잡해지는 다성분계(multicomponent mixture)로서 물질전달계수의 평가가 어려워진다. 다성분계 의 물질전달계수를 2성분계의 자료로부터 간접적으로 계산하기 위한 모델의 개발이 이 분야 연구자들에 의해 제안되기 시작하여 비교적 잘 알려져 있는 다성분계에 적용되 어 왔으나 극성이 강한 전해질(electrolyte)에 대해서는 실험자료가 많지 않다. 실험 자료가 알려진 다성분계에 대해서 성분간의 간섭계수는 matrix 계산법을 사용할 수 있 는 선형화 (linearization)에 의해 계산이 가능하며 전산코드에 의해 효율적인 계산을 할 수 있다. 물질전달계수는 성분의 성질과 함께 증류공정과 같이 상간에 열전달현상 을 동반하는 경우 열전달계수와 간섭현상을 일으키는 것으로 알려져 있어 이에 대한 고려를 계산에 반영하는 이론도 개발되고 있으며 증류 효율평가에 관한 예에서는 온도 를 주요 변수로 상관관계에 포함시키는 모델도 있다. 한편 증류탑의 단효율에 대한 상 관관계식이 설정되면 증류탑의 기하학적 설계 변수를 대입하여 단수(number of stage) 가 결정되며 이는 실제단수이다. 따라서 이로부터 알려지는 증류탑의 실제성능(perfor mance)를 이용하여 증류탑의 제어(control)에도 적용될 수 있다. 본 논문에서는 이 분 야의 연구자들이 제시한 각종 단효율 평가 모델들을 비교분석하여 적정한 상관식을 제 시하였으며, 아울러 pilot 실험증류탑에서 실시한 2성분계 (CH��H-H��)에 대한 단효 율 평가와 3성분계(nonane-decane-dodecane) 혼합물의 증류효율 평가 결과를 논하였다 . 실험은 36단pilot 증류탑에서 실시하였으며 성분분석은 on-line chromatography로 증류탑의 하단, 중단, 그리고 상단의 시료를 분석하여 얻어졌다. 증류탑의 제어에 관 해서는 chromatography에서 얻어진 분석자료를 PID 방식의 feedback loop을 통해 온도 및 압력 변수와 함께 증류탑의 입력 및 출력 변수(reboiler heat및 상. 중. 하단의 유 량 valve, 냉각 loop의 유량등)의 조절계통에 feedback시켰다. 결론적으로 증류탑의 정적(stationary)효율 model로는 AlChE의 모델과 Hyghmark 모델이, 동적(dynamic)효율 에는 Bakowski의모델이, 그리고, 증류탑의 자동제어는 planoskvij가 제시한 모델이 가 장 적합한 것으로 파악 제시되었다.
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