This study successfully prepared high-porosity aluminosilicate fibrous porous ceramics through vacuum suction filtration using aluminosilicate fiber as the primary raw material and glass powder as binder, with the appropriate incorporation of glass fiber. The effects of the composition of raw materials and sintering process on the structure and properties of the material were studied. The results show that when the content of glass powder reached 20 wt% and the samples were sintered at the temperature of 1,000 °C, strong bonds were formed between the binder phase and fibers, resulting in a compressive strength of 0.63 MPa. When the sintering temperatures were increased from 1,000 °C to 1,200, the open porosity of the samples decreased from 89.08 % to 82.38 %, while the linear shrinkage increased from 1.13 % to 10.17 %. Meanwhile, during the sintering process, a large amount of cristobalite and mullite were precipitated from the aluminosilicate fibers, which reduced the performance of the aluminosilicate fibers and hindered the comprehensive improvement in sample performance. Based on these conditions, after adding 30 wt% glass fiber and being sintered at 1,000 °C, the sample exhibited higher compressive strength (1.34 MPa), higher open porosity (89.13 %), and lower linear shrinkage (5.26 %). The aluminosilicate fibrous porous ceramic samples exhibited excellent permeability performance due to their high porosity and interconnected three-dimensional pore structures. When the samples were filtered at a flow rate of 150 mL/min, the measured pressure drop and permeability were 0.56 KPa and 0.77 × 10-6 m2 respectively.

In this study, a vibrating nozzle using the waste vibration energy of the compressor body was installed in the suction flow path to improve the efficiency of the compressor through the pre-compression. To this end, the behavior of the suction valve according to the vibrating nozzle and the mass flow rate of the refrigerant entering the compression chamber were numerically analyzed. The results showed that the mass flow rate increased proportionally as the angle of the vibration nozzle increased. Among the profile shapes of the vibration nozzle, the concave or straight shape showed the highest mass flow rate. Considering the ease of machining, the straight shape is more favorable. On the other hand, as the operating frequency and stroke of the vibration nozzle increased, the mass flow rate also increased proportionally. It can be seen that the largest nozzle angle, operating frequency, and stroke are favorable for pre-compression unless the suction flow is restricted.. In the future, it is necessary to apply the vibrating nozzle system to an actual compressor model to experimentally check the compressor's cooling power, compression work and EER.

역세척이 가능한 평막형 분리막 모듈을 분리막 생물반응기(MBR)에 침지시켜 운전 시간에 따른 흡입 압력을 측 정하였다. MLSS 8,000 mg/L 활성 슬러지 수용액에 공칭 세공크기가 0.2 μm, 유효막면적이 128 cm2인 분리막 모듈을 침지 시킨 후 투과 유속, quorum qeunching (QQ) 비드를 변화하며 흡입 압력을 확인하였다. Vacant bead (VB), BH4와 DKY-1의 실험군에서 FR과 SFCO 운전방식에 따른 효과를 비교, 분석하였다. 투과 유속 40 L/m2⋅h 이고 DKY-1 QQ 비드를 주입할 경우 흡입 압력 감소는 가장 효과적이었다. 또한 역세척에 의한 흡입 압력 감소 효과는 DKY-1 QQ 비드의 경우보다 2배 이 상 높게 나타났다.

A compacted bentonite buffer is a major component of engineered barrier systems, which are designed for the disposal of high-level radioactive waste. In most countries, the target temperature required to maintain safe functioning is below 100°C. If the target temperature of the compacted bentonite buffer can be increased above 100°C, the disposal area can be dramatically reduced. To increase the target temperature of the buffer, it is necessary to investigate its properties at temperatures above 100°C. Although some studies have investigated thermal-hydraulic properties above 100°C, few have evaluated the water suction of compacted bentonite. This study addresses that knowledge gap by evaluating the water suction variation for compacted Korean bentonite in the 25–150°C range, with initial saturations of 0 and 0.22 under constant saturation conditions. We found that water suction decreased by 5–20% for a temperature increase of 100–150°C.

본 연구에서는 다공성 중공사형 분리막(multi-bore capillary membrane module)을 생물막 반응기(MBR)에 침지시켜 운전시간에 따른 흡입 압력을 측정하였다. 공칭 세공크기가 0.2μm, 외경이 6.4 또는 4.2 mm이고 육각 형태인 중공사형 모듈을 MLSS 8,000 mg/L 활성 슬러지 수용액에 각각 침지시키고 투과 유속, 공기량에 따른 변화를 확인하였다. 여과운전/정지이완(FR) 및 정지이완 시 역세척(FR/BW) 및 사인파형 투과유속 연속운전(SFCO) 방식으로 조작하였다. SFCO의 흡입 압력은 30 L/m2⋅hr에서 낮았으며, 50 L/m2⋅hr에서는 FR의 흡입 압력이 높게 나타났다. 또한 외경이 작은 모듈의 흡입 압력 상승이 비교적 낮았으며, 외경이 큰 모듈의 흡입 압력은 높게 상승하였지만 역세척으로 40% 이상 감소시킬 수 있었다.

본 연구는 유한요소 해석모델을 이용해 아치 형상을 갖는 석션 상판의 거동을 분석하였다. 평판형 및 아치형 상판의 기본적인 구조 성능에 대해 비교함으로써 아치형 상판의 이점을 설명하였다. 또한 아치형 상판의 기하 및 보강재 배치 변화에 따른 거동 변화를 비교하여 각 인자가 상판의 응력 및 변형에 미치는 영향을 조사하였다. 추가로 아치형 상판 가장자리의 경계조건 영향을 수치적으로 분석함으로써, 아치형 상판의 보강재 배치와 가물막이 벽체와의 상호거동 영향을 규명하고 이를 통해 보강형 아치형 상판의 구조설계의 기본 개념을 도출하였다. 평판형 상판과 달리 환형 보강재가 아치형 상판의 구조 거동을 확연히 개선시킬 수 있음을 확인하였으며, 방사 보강재의 역할은 상판 가장자리의 구속상태에 의존적이었다.

층류 경계층 내 반구에 의해 유기되는 말굽와류를 흡입 제어했을 때 후류영역에서의 마찰저항 변화를 측정하였다. 이를 위해 회류수조에서 유동가시화를 실시하여 최적의 자유유속, 반구 크기 및 흡입제어 구멍 크기를 결정하였고, 반구 후류영역에 설치된 평판과 연결된 동력계로 표면 마찰저항 감소를 측정하는 실험을 수행하였다. 평판에 설치된 반구 전방에는 유입 유동에 의해 반구를 감싸는 말굽와류가 생성되며 그 주위 와도 방향에 의해 후류영역으로는 빠른 유속의 유동이 유입되어 머리핀 와류 생성을 촉진시킨다. 따라서 반구 전방에 생성되는 말굽와류 세기를 흡입 제어에 의해 약화시킴으로써 반구 좌우측으로 길게 형성된 유속방향 와류가 후류영역으로 공급하는 에너지는 감소하게 된다. 즉, 반구 전방의 말굽와류를 제어함으로써 후류영역으로부터 생성되는 헤어핀 와류 발생 주파수가 줄어 들게 된다. 염료 주입을 이용한 유동 가시화 영상을 해석한 결과로 머리핀 와류의 발생 빈도가 흡입제어에 의해 36.4 % 감소되었고, 후류 영역에서 측정된 표면 마찰저항은 2.3 % 감소되는 것으로 나타났다.

불포화 벤토나이트 완충재의 수분흡입력은 공학적방벽의 수리-역학적 성능평가 및 설계에 있어 매우 중요한 입력인자이다. 본 연구에서는 문헌에 보고된 불포화 다공성매질의 수분흡입력 측정기술과 구성모델을 분석하고, 고준위폐기물처분장의 벤토나이트 완충재에 적합한 수분흡입력 측정기술과 구성모델을 제안하였다. 문헌 분석결과, 벤토나이트 완충재의 수분흡입력은 일반토질보다 훨씬 높은 값을 가지며, 매트릭수분흡입력과 삼투흡입력을 포함하는 총수분흡입력을 측정하여 사용하였다. 벤토나이트 완충재의 수분흡입력 측정에는 상대습도센서를 이용한 측정방법(RH-Cell, RH-Cell/Sensor)이 적합하였으며, 핵종 붕괴열에 의한 온도변화와 측정 소요시간을 고려했을 때에는 RH-Cell/Sensor 방법이 더 선호되었다. 벤토나이트 완충재의 수분보유모델은 실험을 통해 여러 가지 모델이 제안되었지만, 불포화 완충재의 수리-역학적 성능평가 구성모델로는 대부분 van Genuchten모델이 사용되었다. 벤토나이트 완충재의 수분특성곡선은 벤토나이트의 종류, 건조밀도, 온도, 염도, 측정 시 시료상태와 이력과정에 따라 서로 다른 경향을 보였다. 수분보유모델의 선정 및 모델인자 결정에는 신뢰도 향상을 위해 이러한 인자들의 영향이 고려되어야 한다.