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생태도시-프라이부르크

《 목 차 》1. 목 적2. 생태도시의 정의 및 개념3. 프라이부르크(freiburg)4. 생태도시 수립 배경과 결과5. 환경 정책의 세부 내용6. 고 찰7. 참고문헌1. 목 적세계적으로 생겨난 생태도시의 개념과 정의에 대해서 살펴보고 특히 대양열 발전으로 에너지 자립형 생태도시인 독일의 프라이부르크(freiburg)를 소개하고 어떠한 형태로 운용되고 있는지를 살펴봄.2. 생태도시의 정의 및 개념① 정의 : 사람과 자연 혹은 환경이 조화되며 공생할 수 있는 체계를 갖춘 도시로써 1992년 브라질 리우데자네이루에서 지구 환경보전 문제를 협의하기 위해 개최된 리우회의 이후, 전 세계적으로 개발과 환경보전을 조화시키기 위해 "환경적으로 건전하고 지속 가능한 개발이라는 전제 아래, 도시지역의 환경문제를 해결하고 환경보전과 개발을 조화시키기 위한 방안의 하나로서 도시개발·도시계획·환경계획 분야에서 새로이 대두된 개념생물종 다양성을 증진하는 생물 다양성 생태도시, 자연 순환 체계를 확립하는 자연 순환성 생태도시, 지속가능한 개발을 추구하는 지속 가능성 생태도시등으로 유형화 했다. 생태도시가 될 수 있는 조건은 이 세 가지를 모두 만족해야 한다.② 개념 : 생태도시란 기존의 도시체계가 가진 문제점을 극복하기 위한 방안으로 생태계의 균형회복에 대한 필요성과 자연이 갖고 있는 환경용량의 지역적, 시간적 유한성을 새롭게 인식하게 되면서 자연환경과 도시 및 건축 환경이 공간적으로 부합될 수 있는 새로운 도시개념으로 볼 수 있다. 즉, 생태도시란 “환경적으로 건전하고 지속 가능한 개발(ESSD)을 유지함으로서 생태적으로 건전한 도시의 바람직한 미래상 또는 도시의 새로운 방향을 설정해주는 것3. 프라이부르크(freiburg)“환경의 수도.”라 불리는 프라이부르크는 독일 남부에 있는 인구 20만 명의 그리 크지 않은 도시다. 프라이부르크 시는 남북으로. 산이. 에워싸고 포도밭이 도시의 상당부분을 차지하고 있으며 도시 내 3분의1 이상이 숲이다. 특히 동쪽에 위치한 포도농가 지역과 도심 사이에는 프라이부르크 시에는 ‘흑림대도시(black forest metropolis)’프라이부르크 시는 총 인구 약 20만명중 2만5천명이 대학생과 학교관련자로 구성된 대학도시다. 또한 경제활동인구 11만명중 80% 이상인 약9만명이 관광호텔 및 음식업과 각종 행정기관등서비스부문)에 종사하는 문화도시로도 유명하다. 800년이 넘는 역사를 지닌 프라이부르크 시는 로마고딕식 뮌스터(Munter) 교회를 중심으로 뮌스터광장 마틴스토어(Martinstor), 슈바벤토어(Schwabentor)를 통해 중세적이고 전통적인 도시 분위기를 느낄 수 있는가 하면 음악회관과 같은 현대적 건축물과 거리 곳곳에서 벌어지는 작은 음악회를 통해 편안하고 생동감 있는 현대적인 도시분위기를 느낄 수 있다.4. 생태도시 수립 배경과 결과라인강과 슈바르츠발트 숲으로도 유명한 독일 남부의 작은 도시 프라이부르크가 이처럼 독일의 환경도시가 된 배경은 '빌 핵발전소'가 이곳에 건설되는 것을 반대한 주민들이 새로운 에너지 대안을 스스로 제시하기 시작하면서이다. 그 당시 핵산업의 로비에 맞서기 위해 만들어진 많은 조직들이 지금까지 프라이부르크 곳곳에서 환경운동을 펼치고 있고, 환경적으로 건전한 농업, 지속가능한 에너지, 새로운 삶의 양식 등을 모색하는 새로운 환경단체들도 만들어졌다. 이들은 프라이부르크 시 당국 뿐만 아니라 전 독일의 환경문제에 관해 끊임없이 압력을 형성하고, 더 나아가 새로운 대안을 제안하고 있다. 이러한 노력의 일환으로 이제 프라이부르크는 환경에 관한 한 가장 선진적인 도시로 손꼽히고 있다.따라서 1986년 다른 도시보다 훨씬 먼저 환경청을 만들었던 프라이부르크는 같은 해 일어난 체르노빌 원전사고 후에 빌 핵발전소 건설계획에 반대하고, 핵에너지 반대와 함께 에너지 이용과 난방, 대기와 수질 관리를 통합하는 환경계획을 확립했다. 이 계획으로 프라이부르크 시는 지역 내에 건물 수가 대폭 증가했음에도 불구하고, 1980년에서 1991년까지 총 6백3십만 마르크를 투자해 2천4백8십만 마르크의 에너지 절약 효과를 거둘 수 있었다. 에너지 소비 절약과 효과적인 에너지 이용은 또한 환경오염 물질의 방출을 그만큼 줄일 수 있다는 것을 의미한다. 같은 기간 동안 SO2 방출량이 58% 줄었고, CO2 방출량도 25% 가량 줄었다.5. 환경 정책의 세부 내용프라이부르크의 주거지역은 숲으로 둘러싸여 있다. 슈바르발츠는 독일 사람들이 숲의 중요성을 인식해 만든 인공림이고. 프라이부르크 도심의 호수공원의 사람들은 주거지역의 녹지를 당연한 권리로 생각한다.(1) 난방1992년 6월 시의회는 정부 건물이나 정부가 임대하거나 판 매하는 토지 등 시정부가 영향력을 행사할 수 있는 모든 경우에 대해 에너지 저소비형 건물만을 지을 수 있도록 하는 정책을 채택하여 단열제 확충, 태양에너지 이용, 건축 기준 확립을 골자로 하는 에너지 저소비형 건물을 짓도록 하고 있다.이렇게 되면 물론 건축 비용은 증대하지만 나중에는 결국 에너지 소비 절약을 통해 비용이 상쇄된다. 시당국으로부터 토지를 사는 사람들은 1년동안 1m2에서 사용하는 난방에너지가 65Kw를 넘지 않도록 지어야 한다. 이것은 오늘날 일반 가정에서 난방을 위해 사용되는 에너지의 2분의 1에 해당된다. 오염물질 방출도 마찬가지로 반감된다.(2) 전기프라이부르크는 또한 독일 최초로 시간제 요금제도를 도입한 도시이다. 기본요금은 없다. 완전한 종량제이다. 이것은 에너지를 덜쓰는 사람은 그만큼 적게 돈을 낸다는 것을 의미한다. 이 도시의 에너지와 수자원 회사인 PLG는 프라이부르크 모든 가정에 3가지 시간대별로 에너지 소비가 다르게 계산될 수 있도록 하는 새로운 전력미터기를 설치했다.시간대별로 다른 요금이 적용되는 것이다. 이러한 정책은 에너지 절약에 경제적 인센티브를 주기 위한 것이며, 이는 수요, 관리와 함께 프라이부르크 전력정책의 기본을 이루는 "전력생산의 분산화"이다.프라이부르크는 1980년대 중반에 자체적인 전력회사를 건립했다. 밤이건 낮이건 항상 필요한 전력은 외부의 큰 발전소에서 사오지만 활동시간대의 전력이나 피크타임대의 전력은 지역 내에서 생산한다는 것이 이 회사의 목표이다. 활동시간대의 전력수요를 위해서는 지역난방과 결합된 석유나 석탄, 열병합발전소를 건설한다. 그것이 외부에서 전기를 수입하는 것보다 훨씬 경제적이고 효율적인 에너지 이용이기 때문이다.피크타임 전력 수요는 개별적인 전기 생산 주체로부터 구매한다. 태양열이나 소수력, 풍력을 이용해 전기를 생산하는 개인이나, 단체는 사용하고 남은 전기를 프라이부르크 전기회사에 판매가의 90% 가격을 받고 판매할 수 있도록 하여 많은 사람들이 필요한 전기를 스스로 생산하는 것을 장려하고 있다. 당연히 이렇게 소규모 발전시설을 만드는 사람에게는 재정적 지원이 뒤따른다.(3) 쓰레기프라이부르크는 쓰레기 소각에 반대하고 있으며 환경적으로 친화적인 쓰레기 관리 시스템을 채택하고 있다. 이 시스템은 쓰레기 발생량을 원천적으로 줄이고 생물공학적 원리에 입각해서 쓰레기를 처리하기 위한 것이다. 시는 유치원과 학교, 일반 시민들과 각종 산업체에 쓰레기 관리에 대한 정보를 제공하고 쓰레기를 줄이도록 유도하고 있다.시 당국은 영향력을 행사할 수 있는 모든 곳에서 음식물 분쇄기나 종이 분쇄기의 사용을 금지하고 있다. 1992년 10월에는 프라이부르크 쓰레기문제위원회의 제안에 따라 환경부는 생물공학적 쓰레기 처리에 대한 대중 홍보에 나섰으며, 시의회와 시당국은 쓰레기 처리에 새 지평을 열었다. 다른 한편으로는 다시 사용할 수 없거나 재생할 수 없는 쓰레기들을 모아서 조각내고 썩혀 발효시킨 다음에 거름으로 사용하거나 작은 매립지로 가져간다. 이러한 계획은 쓰레기를 줄이는 것을 장려하고 소각로가 뿜어내는 다이옥신을 만들어 내지 않는다. 또한 이것은 소각보다 훨씬 더 싸고, 더욱 중요하게는 대중들에 의해 쉽게 수용될 수 있다. 유리병 하나도 색깔별로 다 따로 수거하게 만들었다.

생활/환경| 2008.12.22| 6페이지| 1,500원| 조회(432)

환경, 체계, 자연, 개발, 지속

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matlab을 이용한 공정제어연습문제

공정제어 연습문제문 제특성 방정식Routh 안정성 판별1 2 3 41 5+10Kc 2 30Kcb1 b2 c1Matlab Data421421124333특성 방정식문 제특성 방정식Routh 안정성 판별1 2 3 4τ 7τ 2τ 6b1 b2 c1특성 방정식{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.12.22| 15페이지| 2,000원| 조회(662)

방정식, 매틀랩, 안정성 판별

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HPLC(High-Performance Liquid Chromatography)

H P L C [High-Performance Liquid Chromatography]20023156 이승기 20054414 문보람개요 및 목적장비를 직접 가동함으로써 장비의 원리와 과정을 이해. 혼합되어 있는 미지의 각종 유,무기화합물을 각각의 단일성분으로 분리.이론적 근거HPLC이란? '고성능액체크로마토그래피'의 약자로, '고압액체크로마토그래피' LC의 일종으로 이동상으로 액체를 사용, 펌프로 이동상에 녹는 혼합물을 고분리 충진제가 충전되어 있는 컬럼속에 통과시켜 신속하게 분리, 용출HPLC 원리 혼합된 시료성분이 분리관의 고정상과 이동상을 통하여 흐르면서 흡착, 분배, 이온교환, 분자크기배제. 혼합물중의 성분들을 분리, 정성, 정량 등의 분석목적과 분리, 정제 등의 분취 목적에 주로 이용HPLC의 종류 역상 HPLC(reverse phase HPLC, Rp-HPLC) 이온교환 HPLC(ion-exchange HPLC) 분자 HPLC(molecular size HPLC) 소수성 HPLC(hydrophobic interaction HPLC)실험장치실험장치UV/VIS 검출기(파장가변용 흡광검출기) 파장범위 : 190nm~600nm(중수소램프) 380nm~1000nm(텅스텐 램프) 자외선 및 가시광선을 흡수하는 물질에만 반응 1개 또는 2개 이상의 이중결합(전자)를 가지는 물질 비공유(비결합)전자를 가지는 물질 모든 올레핀류, 모든 방향족 C=0, =S, -N=0, -N=N 등을 가지는 화합물실험장치용매 이송장비 파장범위 : 190nm~600nm (중수소램프) 디지털 마이크로 스테퍼 모터에 의한 구동 및 순간작동의 피스톤에 의한 안정된 펌프 완벽한 프라임 퍼지밸브와 변조완충기, 자동 분출기능 자동 실 세척기능실험장치Agilent Eclipse XDB HPLC 컬럼 염기성, 산성, 중성의 모든 시료에 대해 탁월한 피크 모양 제공 넓은 pH범위 : pH 2-9실험장치실험장치실험장치용매와 하우징은 혹은 멤브레인의 화학적 적합성이 고려되어야한다. 수용성 or 지용성 Prefilter가 필요하는가 필요하지 않는가에 따라 입자의 사이즈를 알아내는것이 중요실험장치{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.12.22| 15페이지| 3,000원| 조회(364)

목적, 이온교환, 성분, 분배, 분취

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GC(gas chromatography)

1. 가스크로마토그래피 (Gas Chromatography)1. 원리 및 적용범위 2. 개요 3. 장치구성소개 4. 분리관, 충전물질, 충전방법 5. 조작법 6. 분리의 평가 7. 정성분석 8. 정량분석 9. 기재요령1. 원리 및 적용범위기체시료 또는 기화한 액체나 고체시료를 운반가스(Carrier Gas)에 의하여 분리, 관내에 전개시켜 기체상태에서 분리되는 각 성분을 크로마토그래피 적으로 분석하는 방법 무기물 또는 유기물의 대기오염 물질에 대한 정성, 정량 분석에 이용2. 개요1. 충전물에 따른 분류: 흡착성 고체분말 기체-고체 크로마토그래피 적당한 담체에 고정상 액체를 함침 기체-액체 크로마토그래피 2. 기본구성: 일정유량의 Carrier gas 시료도입부 분리관 검출기 * 각 구성별로 필요한 온도 유지 3. 용어설명: 보유시간(Retention time) : 어떤 조건에서 시료를 분리관에 도입시킨 후 그 중의 어떤 성분이 검출되어 기록지상에 Peak 로 나타날 때까지의 시간 보유용량(Retention Volume) : 보유시간에 운반가스의 유량을 곱한 것Gas Chromatography· 유기물 정량,정성 분석 · FID(Flame Ionization Detector)장착용 도3. 장치 구성 소개P운반가스입구압 력 조 절 밸 브유 량 조 절 계압 력 계유 량 계시 료 도 입 부분 리 관분리관 오븐검 출 기운반가스출구검출기오븐3.1 장치별 구성 소개1. 가스유로계: 운반가스 유로는 유량조절부 (분리관 입구압력조절 분리관내를 흐르는 가스유량 조절)와 분리관 유로(시료도입부, 분리관, 검출기배관)로 구분 2. 시료도입부 내열성 탄성체격막이 있는 시료 기화실로서 분리관 온도와 동일하거나 그 이상을 온도유지 할 수 있는 가열기구로 구성 3. 가열오븐 (1) 분리관 오븐: 가열기구, 온도조절기구, 온도측정기구 등으로 구성 (2) 검출기 오븐: 검출기를 한 개 또는 여러 개 수용할 수 있고 분리관 오븐과 동일하거나 그 이상의 온도를 유지할 수 있는 기구로 구성 4. 검출기 (1) 열전도도검출기(Thermal Conductivity Detector) : 금속 필라멘트 또는 전기저항체 이용, 벤젠 등 측정 (2) 수소염이온화검출기(Flame Ionization Detector) : 수소연소노즐, 이온 수집기, 직류전압 변환회로, 감도조절부 , 신호감쇄부 등으로 구성, 벤젠, 페놀, 탄화수소 등 (3) 전자포획형 검출기(Electron Capture Detector) – 할로겐화합물, 벤조피렌 등 염광광도검출기(Flame Photometric Detector) - CS2, H2S 등 황화합물 5. 기록계 : 스크립 차트식 자동평형기록계 6. 감도조정부4. 운반가스(carrier gas) 종류1.운반가스는 불활성의 기체를 사용 2. TCD : 순도 99.8% 이상의 수소나 헬륨 3. FID : 순도 99.8% 이상의 질소 또는 헬륨5. 분리관, 충전물질, 충전방법1.분리관 충전물질을 채운 내경 2~7mm의 시료에 대하여 불활성금속, 유리 또는 합성수지관을 사용 2.충전물질 (1)흡착형 충전물질 : 기체-고체 크로마토그래프법에서는 분리관의 내경 에 따라 흡착성 고체분말을 사용(실리카겔,활성탄,알루미나, 합성제오라이트) (2)분배형 충전물질 : 기체-액체 크로마토그래프번에서는 적당한 담체(불활성 규조토, 내화벽돌, 유리, 석영 등)에 고정상 액체를 함침 시킨 것을 충전물로 사용 - 고정상 액체의 조건: 분석대상성분을 완전히 분리, 증기압이 낮고, 점성이 작은 것, 화학적으로 안정, 화학적 성분이 일정 (3)다공성 고분자형 충전물 : 디비닐 벤젠(Divinyl Benzene)을 가교제로 스티렌계 단량체를 중합시킨 것과 같이 고분자 물질을 단독 또는 고정상 액체로 표면 처리하여 사용 3.충전방법 내부를 잘 씻어 말린 분리관에 한쪽 끝은 유리솜으로 막고 진동을 주어 감압흡인하 면서 충전물을 고르고 빽빽하게 채운 다음 한쪽 끝은 유리 솜으로 막는다.충전물질 의 최고사용온도 부근에서 수시간동안 헬륨 또는 질소를 통하여 건조(감소되는 만 큼 충전하고 더 이상 감소되지 않을 때 까지 조작을 되풀이 함6. 조작법1.설치조건 - 설치장소는 진동이 없고 분석에 사용하는 유해물질을 안전하게 처리할 수 있으면 부식가스나 먼지가 적고 실온 5~35℃, 상대습도 85%이하로서 직사광선이 쪼이지 않는 곳 - 전원변동은 지정전압의 10%이내로 주파수의 변동은 없어야 - 접지저항 10Ω이하의 접지점이 있어야 2. 분석 전 준비 가스류 배관 후 누출이 없는가를 확인 .이때 가스통은 화기가 없는 실외의 그늘진 곳에 넘어지지 않도록 고정 후 설치 3. 조작 (1)분석조건설정: 유량,분리관 온도, 시료 기화실온도, 검출기 온도, 감도 ,기록지 이동속도 설정 (2) 바탕선의 안정도 확인: 검출기 및 기록계를 소정의 작동상태로 하여 바탕선의 안정상태 확인 (3) 시료의 도입 : 액체시료나 기체시료는 실린저를 사용하여 주입하고 고체시료는 용매에 용해시켜 주입 (4) 크로마토그램기록: 시료의 Peak 가 기록계의 기록지상에 진동이 없이 또한 가능한 한 큰 Peak 를 그리도록 성분에 따른 감도 보정 (5) 데이터정리: 날짜, 장치명, 시료명 및 시료도입량, 운반가스 종류 및 유량 , 충전물의 종류, 분리관 온도 등 기타 필요한 사항을 정리하여 기재7. 분리의 평가분리의 평가는 분리관 효율과 분리능에 의함 1.분리 효율 보통 이론단수 또는 1 이론단에 해당하는 분리관의 길이(HETP)로 표시하며 크로마토그램상의 Peak로부터 다음식에 의해 구한다. 이론단수(n) =16*(tR/W)2 tR = 시료도입점으로부터 Peak 최고점까지의 길이(보유시간) W = 피이크의 좌우 변곡점에서 접선이 자르는 바탕선의 길이 HETP = L/n 여기서 L= 분리관의 길이 (mm) 2. 분리능 2개의 접근한 Peak 의 분리정도를 나타내기 위하여 분리계수 또는 분리도를 가지고 다음과 같이 정량적으로 정의하여 사용 분리계수(d) = tR2/tR1 분리도 ( R) = 2(tR2-tR1)/(W1+W2)tRtR1tR2WW1W2시료도입점tR1: 시료도입지점으로부터 Peak 1의 최고점까지의 길이 tR2: 시료도입지점으로부터 Peak 2의 최고점까지의 길이 W1: Peak 1의 좌우변곡점에서의 접선이 자르는 바탕선의 길이 W2: Peak 2의 좌우변곡점에서의 접선이 자르는 바탕선의 길이8. 정성분석동일 조건하에서 특정한 미지성분의 머무른 값과 예측되는 물질의 Peak 의 머무름 값을 비교 1.보유치 보유치의 종류로는 보유시간(Retention Time), 보유용량(Retention Volume), 비보유용량, 보유비, 보유지표 등이 있다 보유치 측정시는 3회 실시하여 평균치를 구하며 일반적으로 5~30분 정도에 서 측정하는 Peak 의 보유시간은 반복실험을 할 때 ± 3%오차범위 내 이어야 함 2. 다른 방법을 병용한 정성 다른 방법을 병용할 때에는 반응관, 사용검출기, 분취 방법, 기타 사용방법에 대한 설명 및 의견을 덧 붙일 수 있음9. 정량분석1. 곡선의 면적 또는 Peak의 높이 측정 (1) Peak의 높이 측정: 곡선의 정점으로부터 기록지 횡축으로 수직선을 내림 (2) 곡선의 넓이 측정 - 반 높이선 나비법(1/2*W(1/2)*2*H) - 적분기를 사용하여 곡선 넓이 측정 2. 정량법 : 측정된 넓이 또는 높이와 성분량과의 관계를 구하는 방법 (1) 절대검량선법 : 한가지 순물질의 성분량(x)에 대한 피크의 넓이 또는 높이의 관계(y) (2) 넓이백분율법 : 전 성분의 peak 면적의 합 100에 대한 각 성분의 peak 면적의 비로 계산 (3) 보정넓이 백분율법: (2)의 경우와 같으며, 단 각 성분의 상대 감도를 고려한 계산 (4) 내부표준법: (1)과 같은 방법이나, 표준물질로 희석한 시료성분량(Mx/Ms)에 대한 피크의 넓이 또는 면적의 비(Ax/As)의 관계에서 계산 (5) 피검성분추가법: (1)과 같은 계산이나 피검성분을 임의의 다른 성분으로 희석한 용액에 대한 검량선으로 정량, 머무름시간이 비슷한 두 물질에 대한 정량 3. 검출한계 : 출력신호를 기록할 때 잡음신호의 2배의 신호를 검출한계로 함 4. 정밀도의 판정 (1) 반복 정밀성 : 동일인이 동일장치로 각 분석방법에 규정하는 횟수의 측정을 반복 (2) 재현성 : 동일시료를 임의의 다른 분석실에서 각 분석방법에 규정하는 횟수의 측정10. 기재요령가스크로마토그램법에 의하여 정량분석을 할 때에는 다음과 같은 사항을 기재하여야 함 1.적용범위 : 대상시료 분석성분 및 그 농도 범위 2.시료 : 시료채취장치, 채취방법, 전처리 및 보존방법 3. 장치 (1)본체: 사용한 분리관의 재질, 길이, 내경, 온도범위, 유로구성 (2) 검출기 : 검출기의 종류, 소요감도 *소요감도는 특정성분의 일정량은 도입했을 때의 크로마토그램의 Peak로 규정 (3) 기록계 (4) 시료도입장치: 정량도입을 필요로 하는 정량방법 사용시에 장치와 특성 명기 (5) 분리관 충전물질: 충전물질의 종류 입도,담체의 전처리 방법, 고정상 액체의 농도, 충전일자 등 4. 분석조건 (1) 온도 : 분리관오븐, 검출기오븐, 시료도입부 (2) 운반가스 : 종류 단위시간당 유량 (3) 시료도입 : 도입량 분석 횟수 (4) 기록지 이동속도 5. 성분의 확인방법 : 대표적인 크로마토그램의 보기를 나타냄 6. 정량법 (1) Peak 의 측정방법 : 적분계를 사용하는 경우에는 그 적분계에 요구되는 정밀도 명기 (2) 정량방법의 종류 : 검량선이나 보정계수를 이용할 때 는 그 검량선이나 보정계수를 보기로 나타냄 (3) 표준물질 : 종류, 순도와 혼합물일 경우에는 농도범위 및 그 조제방법을 명기 7.분석결과의 표시 (1) 수치의 취급, 표시방법 표시단위의 마무리 방법 (2) 허용차 반복시의 정밀도 재현정도 등을 명기{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.12.22| 13페이지| 1,500원| 조회(257)

분석, 기체, 액체, 분배, 화학적

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Rheometer개요 및 목적Rheometer 는 고분자 물질외 용액, 에멀젼, 서스펜션, 열경화성 재료의 유변물성(물질의 점도, 탄성률, 응력, 전단속도 등)을 측정하는 기기 미지의 재료에 대한 물질정보를 유동과 변형을 부과하여 물리적인 방법으로 물질의 구조 및 특성을 파악. 유변물성을 측정하기 위하여 이용되는 기기유변학이란? 물질의 흐름과 변형에 관한 학문으로 제품의 생산과정에서 각종 원료 물질이 외부의 힘(Force)에 의해 어떻게 변형하면서 흐르는지(流動)를 다루는 학문 화공, 기계, 섬유, 재료, 항공, 고분자 등 공학뿐만 아니라 물리, 수학, 화학 등 순수과학과 의학, 식품 등 여러 분야와 관련된 대표적인 범학제적 학문원 리물 등은 점성만 가지고 있고 고체는 탄성만 가지고 있다는 고전적 역학에서 탈피해서, 모든 물질이 두 가지 성질을 다 가지는 점탄성(Viscoelastic) 물체라는 유변학의 기초이론이 이제는 관련 산업분야에서는 보편적으로 이해되고, 그 이론적 연구와 실제 공정에의 응용 필요성물체의 유동성을 나타내는 물성은 점도(viscosity)이다. 점도라는 개념은 뉴튼의 가정에서 정의 응력 σ는 속도 기울기 γ와 관련 σ = η γ 여기서, η는 점도를 나타낸다. 실제 물질의 점도는 전단율, 온도, 압력 및 전단을 걸어준 시간등과 같은 변수들에 크게 영향유변학의 응용 고분자 재료(플라스틱, 섬유, 고무, 접착제, 도료 등)의 가공 : Polymer rheology 음식물(예:국수) 제조와 가공 : Food rheology 혈액의 흐름 : Blood rheology 콘크리트 혼합물의 이송 : Concrete rheology 기타 : 윤활유, 각종 유체 이송, 화장품 등점도변화 온도에 따른 점도 변화 뉴-턴 액체의 점도는 온도가 증가함에 따라 대략 다음의 Arrhenius 관계식을 따르면서 감소 η=Ae-B/T T=절대 온도, A, B= 액체에 의존하는 상수압력에 따른 점도 변화 액체의 점도는 등방성 압력에 따라 지수적으로 증가하나 이러한 변화는분의 실용적 목적상 점도계 사용자는 압력의 효과를 무시점탄성이란? 점탄성이란 말은 물질에 있어서 점성과 탄성이 동시에 존재하는 것을 의미 주어진 실험에서 시료의 특정한 응답은 물질의 고유 시간과 실험 시간의 크기에 달려있다. 실험이 상대적으로 느리다면 시료는 탄성적(고체 특성)이기 보다는 점성적반면 실험이 상대적으로 빠르다면 시료는 탄성적인 거동을 보일 것이다.점탄성의 효과 막대오름 현상(Rod-climbing) 고분자 물질의 경우는 반대로 막대주위로 액체가 올라오는 것을 관찰. 회전운동에 의해 고분자물질들이 한 방향으로 변형을 일으킬 때 고분자사슬들이 막대를 감는 것같이 엉켜 망상구조를 형성, 그 결과 유동에 수직한 방향으로 응력이 나타나게 됨에 기인하는 것으로 설명다이 부풀음 현상 다이 부풀음 현상은 축방향의 수직응력 완화가 원인이라는 중앙과 반지름방향의 수직응력 완화가 원인이라는 주장도 있지만, 일반적으로는 비뉴튼 탄성 유체에서만 나타나면 특히 탄성과 관련이 있다고 알려져 있다. 이 중에서도 유체의 기억능력과 수직 응력의 영향의 다이 부풀음 가장 큰 원인이며, 다이 출구에서의 경계조건의 급격한 변화도 다이부풀음에 중요하게 작용용어설명점(성)도 : Viscosity 항복 응력 : Yield Stress 수직응력 : Normal Force 탄성률 : Modulus 컴플라이언스 : Compliance 안정성 : Stability 점탄성 : Viscoelesticity 겔화점 : Gel Point 유리전이 : Glass Transition 구조 : Structure 시간의존성 : Time Dependence 온도의존성 : Temperature Dependence점(성)도 : Viscosity 유체 점성의 크기를 나타내는 물질 고유의 상수를 말하며, 유체 중의 한 층이 다른 층보다 더 빨리 흐르게 될때, 내부의 점성력 또는 점성인력은 빠른 층의 속도를 늦게 하거나 늦은 층의 속도를 빠르게 하는 쪽으로 작용하게 된다.항복 응력 : Yield Stress 한계응력과 Normal Force 응력이 절단된 면에 수직으로 작용할 때에는 수직응력(normal stress)이라 부른다.탄성률 : Modulus 응력과 변형의 비를 나타내는 탄성계수. 고체의 일그러짐과 변형력(응력)은 일그러짐이 작은 때는 거의 비례관계에 있다(후크의 법칙). 이 비례계수를 탄성률이라 하며, 탄성계수(elastic coefficient)라고도 한다.컴플라이언스 : Compliance 휨과 변형력의 비(比)로 표시하는 물질 상수. 물질이 변형하기 쉬운 정도를 나타내는 양을 이른다. 의학에서 허파의 늘어나는 정도를 나타내는 데도 쓴다. 안정성 : Stability 외부의 작용 없이는 어떠한 변화도 하지 않는, 같은 계통에 딸린 성질. 또는 평형점을 벗어나면 원래의 상태로 되돌아가려는 힘이 작용하는같은 계통에 딸린 성질.점탄성 : Viscoelesticity 물체에 힘을 가했을 때 탄성변형과 점성을 지닌 흐름이 동시에 나타나는 현상을 말한다. 모든 물체는 이러한 점탄성을 가지고 있다. 일반적으로 액체는 그릇이나 지형에 따라 쉽게 변형되며, 변형을 일으키는 힘에 대해 복원력이 없다. 그러나 콜로이드용액이나 진한 고분자 용액의 경우, 점성이 나타나는 동시에 층밀리기힘에 대한 복원력을 가지고 있기 때문에 탄성변형을 일으킨다.겔화점 : Gel Point 다작용성분자 사이의 반응에서 3차원 그물구조를 가진 고분자화합물이 생성되는 경우, 반응의 어느 단계에서 중합체가 점조액에서 갑자기 탄성적인 겔상 물질이 된다. 이 급격한 변화가 나타나는 점을 겔화점이라고 한다. 겔화점 이전에는 적당한 용매에 용해하는 고분자화합물도 겔화점을 넘으면 불용불융성이 되며, 용매에 팽윤하기만 한다.유리전이 : Glass Transition 액체를 냉각할 때, 그 물질 고유의 온도영역에서 급격히 굳는 현상이다. 일반적으로 유리전이점 아래의 온도에서는 분자운동이 매우 느려 결정화가 불가능하며, 유리전이점보다 낮거나 높은 온도의 영역에서는 물질의 물리적 성질이 급격하게 변화한다.Brookfielplate Viscometer그림 24. Parallel plate ViscometerCapillary rheometer(모세관 점도계)그림 25. 모세관 점도계Cone-and-Plate rheometerMCR-300geometryCone and plate 높은 점도의 물질에 상용 할 수 있으며, normal stress 를 측정 Spherical liquid boundary를 유지, cone의 끝이 plate에 가능한 한 접근 시켜야 한다. (1㎛의 에러가 1% 에러) 실험 후 청소가 용이하고, 상대적으로 적은 양의 시료를 필요로 한다. 별 어려움 없이 물의 점도보다 약 10 배정도 높은 물질들의 점도를 용이하게 측정할 수 있다. (10mPa). 사용하는 cone angle이 작을수록 측정 시 기기 오차.geometryParallel plate 장점 실험 후 청소가 용이하고, 상대적으로 적은 양의 시료를 필요 preformed sample discs(고분자 물질을 사용하는 경우)를 상용하여 점도 측정 gap setting을 자유로 조절할 수 있어 온도 구배를 주고 실험하는 경우에 적절geometry단점 shear rate가 시료에 걸쳐 변하게 된다. 따라서 실제로 기기에서 얻는 shear rate는 전체 시료에 걸친 shear rate를 평균한 값을 얻게 되거나, plate tip에서의 shear rate를 나타내게 된다. gap의 크기가 클수록 시료에 걸친 온도 구배가 크게되어, 이런 경우 dlfe종의 thermal cover or oven이 필요하다.geometryCup Bob 장점 낮은 점도의 물질을 측정하거나 mobile suspensions들을 측정하는데 유용 낮은 점도와 낮은 전단율에서도 좋은 결과를 얻을 수 있다. 즉 Cone and plate나 parallel plates에 비해 정확한 측정값을 얻을 수 있음.단점 상대적으로 많은 시료를 필요로 한다. 실험 후 측정장치의 청소가 어렵다. 높은 주파수에서 실험하거나. 높은 전단율하에서 실험을 수행cerin)글리세롤 좌의 구조를 가진 무색 점조한 액체로 순쇄한 흡습성이 크다. 한 분자에 3개의 알코올기를 가지고 있는 단성분의 물질로서 습윤제, 친수성 폴리머 단량체, 반응 중간체로 사용되고 있음 물,알코올과는 혼화하지만 벤젠,클로로포름,석유계 용제등에는 녹기 어렵다. 플라스틱 분야에서는 프탈산 그밖의 다염기산, 건성유지방산 등과 반응시켜서 알키드수지의 제조원료로 많이 사용되고 있다. 기타 셀로판의 유연제나 폴리비닐 알코올의 가소제에 또 니트로 글리세린으로서 다이너마이트에 각종 글리 세리드로서 의약,계면 활성제에 이용되고 있다. 수분을 매우 강하게 흡수하므로 99%이상의 고순도 글리세린 생산에는 무수글리세린 원료사용이 필수적임폴리프로필렌(PP : Polypropylene)비중은 0.9이하, 투명하고 95%의 결정성. 강성이 있는 성형재료로서 이용. 상온에서는 내충격성 이지만 -5℃이하의 저온에서는 약하므로 내충격성이 큰 그레이드를 필요. 내열성과 내마모성이 뛰어남. 전기특성이 뛰어나고 내수, 내약품성이 뛰어남. 일광과 열에 서서히 노화.폴리프로필렌(PP : Polypropylene)구분표준내충격성2축연신필름비중0.901.040.90인장강도(kg/cm2)3502601600인장신장(%)60050060인장탄성률(kg/cm2)--13,000충격강도(kg·cm/cm)420-경도9582-HMS-PP (high melt strength polypropylene )용융 상태에서 가공하는 발포 가공시 셀(cell) 파괴 현상이 발생하여 성형이 어렵고 열성형(thermal forming)이나 압출코팅(extrusion coating) 가공 시 압출물의 쳐짐 현상을 개선하기 위해 여러 가지 방법에 의해 선형 구조의 PP의 주쇄에 long chain branch를 도입하여 용융 강도를 향상시킨 HMS PP(high melt strength polypropylene) 소재의 개발 PS foam의 사용이 제한됨에 따라 일회용 PS 용기 및 EPS 포장재의 대체 물질로서 크게 주목삼ow}

공학/기술| 2008.12.22| 37페이지| 55,000원| 조회(1,592)

학문, 고체, 고전적, 탄성, 대표적

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