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[환경공학] Dioxin류 및 질소 산화물의 발생 저감방안 평가A+최고예요

쓰레기 연소과정에서 Dioxin류 및 질소 산화물의 발생 저감방안1. Dioxin1-1. 다이옥신과 퓨란Dioxin류란 polychlorinated dibenzo-p-dioxins(이하 PCDDs라 칭함)와 polychlorimated dibenzofurans(이하 PCDFs 라 칭함)를 총체적으로 말한다. 다이옥신은 하나 또는 두 개의 산소원자와 1∼8개의 염소원자가 결합된 두 개의 벤젠고리를 포함하고 있다. 다이옥신의 이성체는 75개이고 이들중에서 2,3,7,8 PCDD의 독성계수가 1이며 여타 이성체는 1보다 작 은 등가계루를 갖는다. 이들 모든 독성유기물의 총량은 각각 함량과 등가계수를 곱하여 2,3,7,8 PCDD의 양으로 환산하여 통칭하는 누계환산방식을 따른다.{다이옥신 퓨란그림 1. 다이옥신과 퓨란의 구조1-2. 다이옥신의 생성기전소각로에서 유기물이 배출되는 것은 이상적인 연소상태에 도달하지 모산 불완전 연소의 산물이다. 도시 폐기물 소각로에서의 유기물은 배출은 다음 4가지로 경로가 있다.1 투입쓰레기에 존재하던 PCDD/PCDF가 연소시 파괴되지 않고 배기가스 중으로 배출된다.2 PCDD/PCDF의 전구물질(precursors)이 전환되어 생성되는데 CP(chloro-phenols)와 PCB(polychlorinated biphenyls) 등이 반응을 통하여 PCDD/PCDFs로 전환된다.3 여러 가지 유기물과 염소공여체로부터 형성된다.4 저온에서 촉매환 반응에 의해 분진과 결합하여 형성된다.1-3. 다이옥신 억제 기술소각로에서 발생되어 배출되는 다이옥신류를 억제하는 기술은 이들 독성 물질의 생성 및 파괴 메카니즘의 이해를 바탕으로 이루어져야 한다. 이들 방법은 사전 방지 등의 1차적 방 법, 로내 생성억제 및 파괴 등의 2차적 방법, 그리고 후처리 제거에 의한 3차적 방법으로 구분된다.(1) 제1차적(사전방지) 방법소각대상이 되고 있는 폐기물의 조성을 분석하여 연소후 발생하는 유해물질과의 관계를 검토한후, 주원인이 될 수 있는 폐기물 종류는 분급폐기물의 휘발분 함유량, 습기 함유량, 공급율, 크기 분포, 또는 로내에서 의 적층 분포 형태가 바뀌면 연소용 공기 공급도 변화되어야 한다.휘발성분이 많은 물질이 급격하게 공급되면 국부적으로 산소 노도가 감소되면서 적절 히 산화되지 않은 연료 과잉 포켓(fuel-rich pocket)을 유지한 채로 로를 빠져나갈 수 있 다. 이렇게 운전되면 일산화탄소와 유기물의 농도가 상승하게 된다. 쓰레기의 가열 정도 와 습기 함유량도 로내 온도에 큰 영향을 미친다.연소온도, 일산화탄소, 산소, 그리고 유기물의 변동을 피하기 위해서는균일한 쓰레기 조 성 균일도는 소각로에 투입되기 전에 이루어지도록 설계, 운전되어야 한다. 쓰레기의 조 성 균일도는 소각로에 투입되기 전에 혼합을 확실하게 함으로써 개선될 수 있다. 쓰레기 수분 함량과 관련된 연소 문제는 주연소지역 내에서 예열된 1차 공기를 공급하는 방식으 로 해결할 수 있다.2 적당한 연소온도소각로 내에서의 유기물질 파괴는 오염에 존재하는 극력화학종(radical species)의 화학 적 반응과 열분해에 의해 일어난다. 그러므로 로 내에서의 독성유기물 파괴는 화염 지역 에서 유기물과 산화제가 충분히 혼합되도록 하고 화염과 접촉하지 않은 물질의 열분해를 위하여 연소온도를 충분히 높게 하면 가능하다.연소 시스템내 가스온도는 시간상, 공간상으로 변화가 심하다. 시간상의 변화는 쓰레기 성질, 과잉공기 공급비율, 운전부하가 관련되며, 공간상의 변화는 혼합과 열전달 상태에 의해 결정된다. 일반적으로 다이옥신과 퓨란류는 860∼920℃에 도달하면 파괴된다. 몇몇 염화번젠류들은 920∼1,000℃에서 파괴된다. 그러므로 국부적 온도가 950℃ 정도보다 높 다면 연로 과잉 포켓에서 발생된 독성유기물들은 열적으로 분해될 수 있을 것이다. 이런 배경엣 EPA의 우수연소방안은 완전 혼합상태에서 980℃의 평균온도에 달성되도록 설계, 운전함이 바람직하다고 추천하고 있다.3 연소용 공기의 양 및 분포연소용 공기는적정량을 효과적으로 배분하여 공급하여격자 위의 쓰레기로부터 휘발물질의 방출과 화격자 위에서의 연소율이 국부적인 1차공기 공급량에 의해 결정된다. 2차 공기 쪽보다 1차측의 공기 공급량을 증가시키면 화격자 위 에서의 연소율이 증가되며 휘발분이 증가함으로 부유분진이 로외로 방출되는 입자의 월 량이 증가한다. 그러므로 공기 공급량 조정은 연소 과정을 제어하는 데 중요한 요소이다.연소용 공기를 부적절하게 공급하면 일산화탄소와 유기물의 배출을 증가시킨다. 소각로 에서는 연소기에 공급된 연소용 공기의 양과 분포를 확인하는 장치가 설치되어야 한다. 머전 1차 공기량 2차 공기의 양을 모니터링 장치로 감사할 수 있어야 한다. 또한 연소가 가스내에 과잉공기와 일산화탄소의 농도도 적당한 산소농도의 운전 범위를 결정하여야 하며 운전자는 적당한 공기 유량과 산소량을 확실하게 유지할 책임을 완수하여야 한다. 대부분의 소각 시스템에서는 연소 제어시스템에 의해 자동적으로 제어되도록 해놓고 있 다.4 혼합완전 연소를 위해서는 연료와 공기가 적절하게 혼합되어야 한다는 것은 너무나도 지명 한 사실이다. 혼합이 불 균일해지면 국부적으로 유기물이 불완전 연소된다. 소각로 내에 서 좋은 혼합을 이루기 위하여 가장 중요한 역할을 하는 것이 2차 공기 공급 시스템이 다.2차 공기가 혼합이 잘되도록 분사하기 위해서는 적절한 노즐 배열, 크기, 제트 운동량, 로의 형태 등을 고려하여야 한다. 쓰레기 공급율이 감소되면 공급되는 공기량도 따라서 감소되어져야 한다. 2차 공기량이 감소되면 침투와 퍼짐이 불충분해지고 불균일한 혼합 을 일으키고, 불완전 연소의 요인이된다. 반면 쓰레기량의 증가로 공급 공기가 증가하면 연소가스의 로내 잔류 시간을 감소시키고 혼합 형태가 바뀌며 입자이월을 증가시킨다. 또한 혼합은 연소로 코(Bull Noxes), 중류판(baffles), 곡류(Turns) 그리고 덕트형태와 단 면의 변화같은 연소기 설계 요건에 따라 영향을 받는다. 혼합과 노형상과의 관계를 이해 하기 휘하여 유동 모델링과 진단실험이 유용하다. 혼합 효율기요소(과잉공기, 주공기, 2차공기)에 의해 주로 영향을 받는 다. 즉, 과잉공기 양이 많아지면 일반적을 입자이월이 증가한다. 또한 소각로부터 방출되 는 입자이월의 양은 연소기 설계, 운전, 또 경우에 따라서는 쓰레기 성질에 따라 변화한 다.연도 가스 내에서 입자이월의 양을 연속적으로 측정할 수 있는 방법은 아직 확립되어 있지 않지만 입자이월량의 증가를 초래하는 운전 상황(특히, 과다한 과잉공기량, 부적절 한 연소용 공기 분포, 과도한 부하)은 연소과정의 운전과 제어를 적절히 함으로써 최소화 할 수 있다. 그러므로 연소가스 중의 산소농도, 연소용 공기분포, 운전부하 등은 입자이 월의 양을 최소화하기 위하여 연속적으로 감시 및 제어하여야 한다.6 후륜온도 제어다이옥신(Dioxin)과 퓨란(Furan)류의 농도는 연소기 출구와 굴뚝 사이에서 증가한다는 사실이 밝혀졌다. 또 벤치 스케일실험실에서 분진이 샘플링을 통하여 다이옥신과 퓨란류 의 농도는분진이 산소 광이 분위기에서 가영되어질 때 엄청나게 증가한다는 것이 보고되 었다.Dioxin과 Furan류의 생성량는 시간과 온도에 따라 변화하는데 300℃부근에서 발생량이 최대이고, 250℃ 이하와 400℃ 이상의 온도에서는 발생량이 상당히 감소됨을 알게 되었 다. 그러므로 배기가스가 연도를 따라서 배출될 때 최대 발생가능 온도 부근(300℃)에서 는배기 가스의 체류 시간을 최소화 하여야 한다.기존 설비의 운전 결괄르 바탕으로 분진 제거 장치(전기집진기 또는 백필터)의 입구에 서는 가스 온도를 Dioxin과 Furan의 형성을 감소시키기 위하여 230℃이하로 유지하도록 하고 있다. 따라서 집진 장치 입구에서의 연도가스 온도는 연속적으로 모니터링할 필요 가 있다.7 연소 상태 모니터링과 제어소각 시스템은 설계 기준에 따라 운전되어져야 하고 쓰레기 공급율, 온도, 과잉공기 등 의 변화에 따라 시스템 운전 인자를 적절히 변화시켜야 하고, 소각로를 성겅적으로 운제 려면어러가지 소각로 운전 변수를 동시에 조절하고 모니터링하는 자동 현 수준으로는 유기물의 배출을 최소활 할 수 있는 정량적 모형을 만들지 못하고 있다. 그 러므로 여러 가지 연소 변수를 운전자가 선택할 수 있도록 예측하는 것도 어려운 일이 다. 따라서 현 상황에서 유기물의 연속적인 제어를 확실하게 하기 위해서는 몇 개의 주 요 설계 운전 변수의 범위를 지정하고 이 범위 내의 조건으로 운전 조건을 제어할 필요 가 있다. 그러나 연소 변수의 한계 값이나 범위의 정의는 각 소각로의 형식에 따라서 실 험적으로 완성하여야만 한다.(3) 제3차적(후처리) 방법소각로 및 연소 통로에서 생성을 억제하기 위하여 설계하고 운전하여 독성 유기물질의 배출을 저감시키는 한편 후처리 시스템을 설치하여 배출을 극소화시켜야만 한다. 선진국의 배출억제 목표치는 이들 후처리 설비를 고려하여 설정한 것이다.후처리 제거 설비는 첫째 ,반응탑에 약품을 검하시켜 화학반응을 일으킨 후 여과기에서 제거하여 최종 매립시키는 방법과 둘째는 촉매(Catalytic)기에 의해 재연소시켜 거의 온전 제거하는 방법이다. 물론 촉매기의 크기와 촉매 물질량에 따라 영향이 있다. 마지막으로 활 성탄 분사와 백필터, 전기집진기, 습식세정장치 등을 연결하여 제거하기도 한다.우리는 이들 선진국의 접근 방법을 검토하면서 독자적인 여건을 고려한 대응 반응안을 수립할 수 있을 것이다 소각로의 저공해화를 위하여 소각로 내에서 연소에 의한 생성을 억 제하고, 연도에서 재생되는 것을 저감시키며 또한 후처리 설비에 의한 제거를 시행하는 종 합적인 저공해 방은이 채택되어야만 한다. 특별히 연소에 의한 독성유기물의 생성을 억제 하는 것이 중요하며 이것은 쓰레기의 균질화, 적당한 연소온도, 적절한 연소용 공기의 양 및 분포, 혼합 입자이월의 최소화, 적절한 후륜온도, 그리고 연소모니터링 시스템과 효과적 이 제어 등을 통하여 가능하다. 이들 개념을 바탕으로 저공해 소각로를 설계하여야 한다.2. 질소산화물2-1. NOx 생성화학(1) Thermal NOx열역학적 평형과 반응속도론에 과한 정보는 NOx 생성을 농도(

공학/기술| 2002.11.06| 7페이지| 1,000원| 조회(696)

다이옥신, 쓰레기소각, NOx, dioxin, 질소산화물

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[스포츠과학] 배트의 스윙 평가B괜찮아요

배트의 스윙을 잘하려면{타격을 하기 위해 타석에 들어섰을 때 몸에 힘을 빼고 1번 그림의 적색원에 표시된 것처럼 턱을 어깨에 가볍게 붙인다. 배트를 쥔 두손은 귀 가까이에 붙이도록 하며 두 다리는 가볍게 어깨 넓이 정도로 벌리고 약간 구부리는 것이 좋다. 이 때 온몸에 힘이 들어가지 않도록 해야 한다. 특히 어깨에 힘을 빼는데 신경을 써야 하며 턱이 어깨에서 떨어지지 않도록 해야 한다.그러나 가장 중요한 것은 거듭 강조하는 것이지만 몸에 힘이 들어가 있으면 안된다는 것이다.{{{그림 3번은 스텝이 끝난 후 배트가 나가는 모습으로 중요한 키포인트는 적색원처럼 겨드랑이가 붙어서 배트가 나와야 한다는 것과 임팩트 순간 청색원의 손목 모양처럼 두 손의 손등이 각각 하늘과 땅을 수직으로 향하고 있어야 한다는 것이다.이 부분에서 선수들과 일반 사회인 야구인들의 스윙 자세가 차이가 많이 나게 되며 겨드랑이가 떨어져서 나오면 그만큼 배트를 지탱하는 힘이 낭비가 되기 때문에 스피드가 있는 볼이나 투수의 체중이 실려오는 볼에 배트가 밀리게 된다.볼에 배트가 밀리고 안밀리고는 스윙 속도에도 그 문제가 있지만 사회인 야구인들의 대부분이 위와 같은 문제로 인해 배트가 밀리는 것을 필자는 많이 보았다. 배트를 쥔 두 손의 손등도 정확히 하늘과 땅을 바라보고 있어야 하는데 그 이유도 위와같다. 그리고 반드시 알아야 할 것은 볼이 배트에 맞는것을 두 눈으로 확인해야 한다는 것이다.좌측의 그림 4번 역시 임팩트 후의 팔로스로우 첫 단계로 겨드랑이가 끝까지 붙어 있음을 알 수 있으며 시선 역시 날아가는 볼을 쳐다보지 않고 고정되어 있음을 알 수 있다.또 중요한 것은 배트끝이 투수쪽을 향하고 있는 것으로 전에 말한 손목이 들어가 있다라는 표현인데 이를 확실히 증명해주고 있다.그리고 그림 1번에서부터 4번까지 상체가 앞으로 구부러있지 않음을 볼 수 있는데 상체를 앞으로 구부리는 습관이 있는 선수들은 반드시 그러한 버릇을 고치도록 해야 한다. 상체가 구부러져 있으면 몸이 흔들리게 되고 머리가 움직이므로 정확한 배팅을 할 수 없게 된다.{{{5번과 6번 그림은 팔로스로우를 나타내는 것으로 팔을 끝까지 내밀고 어깨까지 충분히 가지고 오는 것으로써 스윙의 모든 동작을 마루리 하는 과정이다. 여기서 중요하게 보아야 할 점은 시선이 끝까지 남아있다는 것인데 시선이 남아있기 위해서는 고개가 움직여서는 안된다는 것이다. 고개가 움직이면 볼을 끝까지 볼 수 없으며 어깨가 열리게 되어 정확한 배팅을 할 수 없게 된다.사회인 야구 대부분의 선수들이 배트가 나오기도 전에 고개가 먼저 돌아가는 습관이 있다. 물론 좋은 타격의 적일 수 밖에 없다.배트의 관성 모멘트가 어떻게 고려 사항이 될 수 있는가? 배트의 스윙에는 빠른 각가속도가 필요하다. 배트를 가속시키는데 필요한 토크는 타자의 둔부, 어깨, 팔, 손목이 제공하며, 각각의 회전은 다른 회전을 만드는 적절한 절처에 따라 이루어진다. 이렇게 만들어지는 토크는, 타자의 체격과 근력 그리고 협은 능력에 따라 결정된다. 그러나, 토크의 효과, 즉 토크가 만들어 내느 각가속도는 배트의 관성 모멘트에 의해 결정 된다. 적어도 이점에 있서서는, 가능한 한 관성 모멘트의 작은 배트를 사용하는 것이 타자에게 유리하다.다른 모든 물체에서와 같이, 배트의 관성 모멘트는 배트의 전체 질량과 이 질량의 분포 상태에 따라 결정된다. 길고 머리 부분이 무거운 배트의 관성 모멘트는 비교적 크다. 가는 몸통과 두꺼운 손잡이를 갖는 짧은 배트는 관성 모멘트가 작은 편이다. 후자가 스윙하기가 쉽기 때문에 더 선호해야 하겠지만, 한가지 고려해야 할 다른 요인이 있다. 즉, 짧은 배트를 사용하는데는 단점이 있다. 타자는 플레이트를 지나는 어떠한 공도 칠수가 있어야 하므로, 짧은 배트로 스트라이크 존을 커버하려면 플레이트에 바싹 다가서야만 한다. 이때, 배트의 몸통 쪽보다 손잡이 쪽에 맞게 되는 안쪽공을 치기가 더 어렵게 된다.고려해야 할 다른 요인은 배트가 공에 접촉하였을 때, 어떤 일이 생기는가 하는 것이다. 공이 배트로부터 되 튀어나오는 속력은 여러 가지 요인에 따라 결정되며, 가장 중요한 것 중의 하는는 접촉 시 배트의 속력이다. 회전운동에 있어서, 회전하는 물체의 모든 부분은 같은 각속력을 가지고 있다. 그러나, 회전하는 물체 위의 임의의 점의 선속력은, 회전축으로부터의 거리에 비례한다. 그러므로, 접촉 시에 배트의 최고 속력을 얻기 위헤서는, 긴 배트를 사용하여 배트의 속력이 최대가 되는 배트의 끝 쪽으로 공을 맞추는 것이 유리하다. 그러나, 긴 배트는 관성 모멘트가 크기 때문에 높은 속력으로 가속시키기가 어렵다.

예체능| 2002.10.08| 4페이지| 무료| 조회(1,102)

야구, 스윙, 배트스윙, 배팅

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[스포츠과학] 골프공 딤플의 작용 평가B괜찮아요

골프공 딤플의 작용{골프공도 처음에는 탁구공처럼 매끄럽게 만들었다. 새 공을 아이언과 드라이버 등으 로 힘차게 때리다 보면 공이 닳아 표면이 거칠게 변한다. 골프애호가들은 표면이 거칠어진 공이 새 공보다 더 멀리 날아간다는 사실을 금방 깨닫게 되었다. 그래서 지금의 골프공이 태어난 것이다.곰보 골프공은 탁구공처럼 매끄러운 공보다 무려 2배나 멀리 날아간다. 공에 아무리 큰 힘을 실어 보내도 일정 거리뿐이 나가지 못하는 것은 공기의 저항 때문이다. 공기저항에는 두 가지가 있는데 그 첫 번째가 공기와 공의 마찰로 생기는 마찰저항이다. 두 번째는 공의 앞 뒤 표면에 작용하는 압력의 차이 때문에 생기는 형상저항이다. 이것은 물체의 모양에 의해 결정되는데 공의 경우 형상저항이 전체저항의 대부분을 차지한다. 다시 말해 공의 모양에 따라 저항을 받는 정도가 결정되고 결국 똑같은 힘을 실어 보낸 경우에도 모양에 따라 날아가는 거리도 차이가 난다. 골프공의 경우도 표면이 울퉁불퉁 한 것이 형상저항을 줄여주며 이 때문에 많은 골프인들이 장쾌한 샷을 날린다.그러면 왜 울퉁불퉁한 표면의 공이 저항이 작은 것일까.{이를 이해하자면, 난류(turbulence; 亂流)를 알아야 한다. 기체 또는 액체(이를 통틀어 유체라고 부른다)가 어느 정도 이상의 속도를 가지고 흐르게 되면 유체는 매우 복잡한 현상을 보인다. 이것을 난류라고 한다.수도꼭지를 천천히 틀어 보면, 물이 수도꼭지에서 부드럽게 흐른다(층류운동, larminar flow). 조금 더 틀게 되면 수도꼭지에서 나오는 물은 매우 불규칙하게 흐르게 된다(난류유동, turbulent flow).수도꼭지의 물 흐름을 가만히 지켜보면 한번도 같은 형태의 물줄기를 찾아볼 수 없을 것이다. 만약 한번이라도 같은 형태의 물줄기가 발견된다면, 그것은 난류유동이 아니라 층류유동이다.우리가 보고 다니는 또는 느끼는 유체의 흐름은 대부분 난류유동이다. 자전거나 자동차 또는 배를 타고 갈 때 주위에 흐르는 공기나 물의 흐름은 모두 난류라고 보면 된다. 겨울철에 벽에서 나오 는 스팀으로 방안의 공기가 따뜻해지는 것도 바로 스팀이 난류유동이기 때문이다. 만약 스팀이 층류유동이라면 방안의 공기를 데우는데만 며칠이 걸릴 것이다.유체의 흐름을 과학적으로 규명하고자 하는 노력은 아주 오래 전부터 이뤄졌다. 층류와 난류 구분에 대한 실험은 1883년 레이놀즈에 의해 행해졌다. 그는 파이프를 흐르는 물에 물감을 투입해 층류유동과 난류유동을 분명히 보여 주었고, 두 흐름을 구분짓는 변수가 무엇인가를 명확하게 제시했다. 그 변수는 그의 업적을 기리어 레이놀즈 수(Reynolds number)라고 불린다. 레이놀즈 수는 유체유동을 공부하는 데에 있어서 가장 중요한 변수이다.공기 저항에는 두 가지 종류가 있다. 첫번째는 공의 앞 뒤 표면에 작용하는 압력의 차이 때문에 생기게 되는 저항이다(형상저항). 이 저항은 물체의 형상에 의해 결정된다. 두번째는 공기와 공의 마찰로 인해 발생하는 마찰저항이다. 공의 경우 형상저항이 전체저항의 대부분을 차지한다. 그래서 공을 멀리 날아가게 하려면, 형상저항을 감소시켜야 한다. 골프공의 표면이 울퉁불퉁한 것은 형상저항을 감소시키기 위한 것이다.형상저항을 줄이기 위해서는 공기가 공의 표면을 부드럽게 따라 흘러야 한다. 그러나 속도가 커지게 되면 공기가 공의 표면을 따라 부드럽게 흐르지 못하고, 공의 중간쯤에서 공기의 흐름이 공의 표면에서 멀어진다. 이때 공의 중간 이후부터 공기의 속도가 급격하게 떨어짐과 동시에 공기의 흐름의 방향이 바뀐다.{{{골프 공에는 딤플이라고 불리는 홈이 있습니다. 골프공에 딤플은 우선 비거리를 증가시켜 줍니다. 딤플이 없는 공에 비해서 정말 멀리 날아가게 해 줍니다. 지금의 골프 공 표면을 매끈하게 만들면 날아가는 거리는 얼마나 줄어들까? 놀랍게도 날아가는 거리는 대략 반으로 준다. 공의 표면에 작은 돌기를 줌으로써 골프 공은 두 배를 날아갈 수 있는 것이다. 이 그림을 보면 딤플이 있을 때의 달라진 공기의 흐름을 알 수 있습니다.(a)는 속도가 매우 느린 공기의 흐름이 매끈한 표면의 공 주위를 흘러가는 모습입니다.(b)는 속도가 빠른 공기의 흐름이 매끈한 표면의 공 주의를 흘러가는 모습입니다. 공의 뒤쪽으로 난류가 형성되고 있습니다.(c)는 딤플이 있는 공의 주위에 형성된 난류입니다.(d)는 회전하고 있는 딤플이 있는 공의 주위에 형성된 난류입니다.(d)의 경우가 실제 플레이 할 때의 골프공이 날라가는 형태입니다. 이런 식의 양력을 받는 골프공은 힘을 받아서 정말 먼 거리를 날아가게 됩니다공기속에 날아가는 물체는 저항을 받게 됩니다. 저항에는 두가지 있습니다.마찰저항은 표면에 울퉁불퉁한 면때문에 공기가 부칭히면서 생기는 저항입니다. 그러나 형상저항에 비해서 별로 크지 않기 때문에 큰 물체에서는 별로 소용이 없다. 비행기나,야구공,골프공은 Re 수가 높기 때문이다.그림에서 보면 (b) 가 뒷부분의 공기층이 두껍게 나타나는데 이것을 우리는 separation 이라고 부릅니다. 이게 많이 일어나면 공과 앞과 뒤의 압력차가 심하게 나기 때문에 저항을 많이 받게 됩니다. (c),(d)는 상대적으로 두께가 얇은데 이건 난류가 separation 현상을 상쇄시켜줘서 압력차이를 조금이나마 줄여 주기 때문에 골프공의 비거리가 늘어나는 것이다.난류(turbulent flow): 어지럽게 유체가 섞이는 흐름을 말하며 눈에서 잘 보 이는 흐름.층류(laminar flow): 안정된 상태로 유체가 흐르는 상태입니다.이렇게 뭉툭한 물체의 뒤에서 공기의 흐름이 바뀌면 그 곳의 압력이 뚝 떨어지게 된다. 그래서 공의 앞면에서는 높은 압력이, 뒷면에서는 낮은 압력이 걸려 큰 형상저항이 발생하게 되고, 이로 인하여 공은 멀리 날아가지 못하게 되는 것이다.그런데 공의 표면을 약간 울퉁불퉁하게 만들면, 공의 앞 표면에서 난류유동이 발생하게 된다. 난류유동이 발생하면 유체의 섞임이 활발하게 돼 공기의 흐름이 바뀌는 현상이 공의 뒷면에서만 일어나게 된다. 이렇게 되면 낮은 압력을 가지게 되는 공의 표면이 줄어들게 돼 공의 형상저항이 감소하게 되는 것이다. 이 원리를 이용한 것이 골프공이다.

예체능| 2002.10.08| 6페이지| 1,000원| 조회(1,825)

골프공의 팀블작용, 난류, 골프공, 팀블

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[인문사회] 과학기술과 노동의 세계

과학기술과 노동의 세계현대의 과학기술의 대중적인 이해는 다음과 같이 나타내어 진다.현대사회에 있어 과학기술의 발전이 사회와 맺는 관계에서 중요하게 부각된 요소를 들라고 하면 아마도 과학기술이 일반인들의 일상적인 생활에 엄청난 영향을 주게 되었다는 점이 반드시 포함되어야 할 것이다. 특히 20세기 들어 새로이 비약적인 성공을 이룬 특정 영역의 기술시스템들은 사람들의 일상생활 속으로 깊숙이 파고들어, 그것이 존재하지 않는 현대사회를 상상하기 힘든 상황을 빚어냈다. 과학기술의 사회적 체현물들은 상호간에 복잡한 연관을 맺으면서 사람들의 일상생활을 특정한 방식으로 구조화하고 있다.오늘날의 사회는 과거와 달리 과학기술이 과학기술을 하는 사람만의 것이 아니라 사회 속의 모든 일반인들과도 여러 가지로 관계를 강하게 맺는 것이라는 점. 이는 이미 등장한 과학기술이 사회성원들 모두에게 막대한 영향을 준다는 점에서도 그렇지만, 바로 그 과학기술을 개발하는 과정에서 엄청난 '사회적' 비용지출이 이루어진다는 점에서도 그렇다.과학이라는 개념은 단일한 것이 아니며 공식적 지식의 인지도가 낮다는 것 자체가 곧 비합리성을 의미한다는 식의 통상적 사고는 대단히 그릇된 것이다. 과거에 과학기술자들이나 정책수립자들과 같은 사회의 엘리트들이 가정했던 바와는 달리, 과학기술은사회속에서 그 인식적인 권위(소위 과학의 객관성 )에 힘입어 자동적으로 신뢰를 획득하는 것이 아니다. 일반인들이 과학기술적인 지식을 잘 알지 못하며, 대체로 그러한 짓기의 습득에 별다른 관심을 보이지 않는다는 것은 사실이다.그러므로 과학기술에 대한 대중적인 이해가 중요하게 대두 된다.과학이 모든 이들의 삶에 영향을 주고 있기 때문에 사람들이 이에 대해 알 필요가 있으며, 정책결정이 민주적인 과정이 되기 위해서는 대중적인 논쟁이 선행될 필요가 있고, 과학기술의 개발이 사회적인 비용지출에 의해 후원되고 있으므로 이에 대한 일반인들의 최소한의 인지가 필요하다는 점을 들었다. 맞는 말이다. 여기서 '과학기술의 대중적 이해'에 대한 새로 접근방식은 이러한 주장이 단순한 시혜적 수준으로 격하되지 않도록 강력한 '실질적' 근거를 제공함으로써 그 존재의의를 찾을 수 있을 것이다. '과학기술의 의사결정에 참여하기 위해서 반드시 과학기술의 세부사항들을 잘 알 필요가 있는 것도 아니며, 또 잘 안다고 해서 반드시 옳은 의사결정을 내릴 수 있게 되는 것도 아니라'는 지적이 내포하는 함의는 얼핏 보아 별것 아닌 것처럼 생각될 수도 있겠지만, 그것이 실천활동의 근거로 전화되었을 때는 대단히 위력적인 것이 될 수 있을 것이기 때문이다.여기서 우리는 과학에 대하여 알고 넘어가야 하겠다.과학 이라는 낱말은 한편으로는 갈릴레오, 뉴터, 아인슈타인, 하이전베르크 등의 이름과 아울러 그들이 만든 난삽한 수학적 언어로 서술한 이론들, 또 한편으로는 와트, 에디슨, 라이트, 폰 노이만, 오펜하이머 등의 이름과 함께 기관차, 전선, 비행기, 컴퓨터, 원자탄 그리고 수많은 공장 등을 연상시킨다. 전자가 자연현상에 대항 이론, 즉 추상적 인식으로서의 과학을 의미한다면, 후자는 어떤 실천적 목적을 달성하기 위해 고안한 구체적 장치로 서의기술에 속한다.사물현상을 어떻게 인식하는가, 즉 어떻게 서술하고 설명하는가의 문제는 그러한 인식에 기초하여 어떤 목적을 달성하기 위해 어떤 도구를 제작하는가 하는 기술의 문제와는 전혀다르다. 그러나 기술이 이론에 기초를 두고 있다는 점에서 기술로서의 과학은 인식으로서의 과학과 뗄 수 없는 관계로 묶여 있으며, 전자이 이해는 후자의 이해를 전제로 하고 , 이러한 이해가 있을 때 그것이 핵심적 의미는 거의 저절로 밝혀진다.과학의 힘은 수학적 언어를 갖춘 과학적 인식양식이 어떤 형상을 예측할 수 있게 해주는데서 생긴다. 어떤 현상에 댕나 예측은 가장 효율적으로 자연에 대응하는데 절대적으로 중요하다. 예측에 따라 대처할 때 우리는 우리가 대한는 대상을 통제, 저에. 지배, 활용할 수 있다. 인간에게 상상할 수 없을 만큼의 힘을 가져다준 과학기술도 고학적 인식의 예측력에 그 바탕을 둔다. 하이데거가 이미 적한 바와 같이 과학기술과 그것의 바탕인 과학적 인식은 다 같이 인간의 실용적 목적을 성취하기 위해 자연을 지배, 조작 활용하려고 인간이 고안해낸 장치로 볼 수 있다.과학이 보여준 수학적 공식에 따라 자연현상을 예측할 수 있다는 사실은 자연이 기계적 구조를 가졌단느 것을 논리적으로 함의한다. 그리고 이러한 사실은 과학이 기계적 유물론이라는 형이상학을 전제하고 있는 것처럼 보인다. 그러나 이러한 사실은 자연이 오리지 기계 같은 존재에 지나지 않는다는 것을 뜻하지는 않는다. 뉴턴의 역학이론이 어한 형이상학을 전제하고 있었더러도, 또 프리고진의 카오스이론이 그러한 형이상학을 부정하더라도 위와 같은 사실은 과학이 가능함을 입증한다.오늘날의 사회는 과학기술의 사회에서 지식사회를 거쳐 지식 정보화사회를 구축해 나가고 있다.최근의 지식기반사회론을 둘러싼 논의는 정권 차원의 홍보사항으로서 지식기반사회로의 재편을 적극적으로 개진하는 기술결정론적 주장이 대세를 이룬다.1) 다른 한 축에서는 이를 신자유주의적, 시장중심적 사회재편의 의미로 비판하면서, 그 역기능을 노사관계의 가일층의 제도화와 안정화2)나, 시민사회의 결사체와 개명된 국가권력의 혼합정체라는 자유주의적 정치대안3)을 통해 보완하려는 견해가 있다. 그러나 지식기반사회론에 대한 근본적 비판과 본격적인 이론적 논의는 여전히 부재한 편이다. 또한 그 논의 수준의 미흡성과 함께 상당한 사회-경제적 변화가 감지됨에도 그것을 어떤 식으로 해석할 것인가에 대해서는 상당히 어리둥절해 하면서 갈피를 잡지 못하는 인상이다.4)지식기반사회는 그 실체가 명백히 입증되었다기보다 아직까지는 하나의 이데올로기, 즉 '논'의 형태로 먼저 전개되고 있는 것이 사실이다.5) 그런데 '지식기반사회'를 주창하는 한국의 논자들의 경우 그러한 논의가 갖는 정치-사회적 함의에 대해서는 자신이 없는 듯한 태도를 취한다는 점이 흥미롭다. 그렇지 않다면야 '지식기반사회' 앞에 '인간적'이라는 사족을 붙일 필요가 어디에 있겠는가.6) 예컨대, 우리는 독재나 파시즘,자본주의라는 단어 앞에 '인간적'이라는 말을 붙이지 않는다. 마찬가지로 '민주주의'라는 용어 앞에도 인간적이라는 형용사를 붙이지 않는다. 이러한 개념들의 경우 그 용어에 내포된 정치-사회적 가치 함의가 명확할 뿐 만 아니라, 민주주의 앞에 '인간적'이니 '토착적'이니 하는 술어를 붙일 경우, 그 말은 그 순간, 반민주주의, 독재와 동일한 의미로 전환된다는 것이 이제는 잘 알려져 있기 때문이다.현재 노동의 변화가 두드러지게 나타나고 있다.90년대 혹은 최근의 사회과학의 흐름 가운데 두드러진 특징을 하나 꼽는다면, 그것은 단연 'post', 즉 탈(脫)자 돌림 이론들의 출현이라고 할 수 있다. 한마디로 포스트 모던 이론의 경향이 일반화되고 있는 것이다. 이들 다양한 형태의 탈근대사회이론들은 공통적으로 노동과 현대 노동세계를 재해석하는 작업을 통해 그들만의 새로운 노동사회모델을 이끌어 내고 있다.기계 등의 고정자본이 사회적 생산력 발전의 주된 힘으로 등장하는 전 과정은 그것이 자동화체계를 지향함으로써 직접적 노동과 상호모순된 양상을 띠게 된다. 고정자본이 사회적 생산력의 주력을 구성하는 순간, 이것은 자동화 생산체계로 발전하는 경향성을 필연적으로 띨 수밖에 없다. 그 이유는 "노동시간이 자본에 의해 유일한 규정요소로서 제시되는 한, 직접적 노동 및 그 양은 생산의 결정적 원리를 상실"하기 때문이다. "양적으로는 좀더 작은 비율로, 질적으로는 불가결하지만 한편으로는 전반적인 과학적 노동, 자연과학의 기술적 적용과 다른 한편으로는 총생산 속에서 사회적 결합에서 나오는 전반적인 생산력과 비교했을 때, 부차적인 계기로 축소된다".이러한 사회적 생산력 구성의 질적 변동은 노동자의 사회적 성격과 아울러 그것의 계급구성 자체를 변화시키는 힘으로 작용한다. 변동의 핵심은 노동자가 노동과정상의 제반 지식습득을 '손에 못이 박히는' 반복적 노동행위에서 비롯된 숙련을 통해서가 아니라 직접적 노동활동에 들어가기 이전에 이미 보편적인 고등교육체계를 통해 사회적으로 훈육된다는 데 있다. 자주의적 생산의 출발점이 노동의 특정 성격을 불문하고 가치증식이라는 대명제 아래 산노동을 시간으로 미분하는 식의, 그 형식에 있어서 보편노동을 창출하는 과정이었다면, 이제는 과학-기술적 생산력의 비약적 발전으로 사용가치를 창출하는 직접적 노동 역시 특별한 숙련을 필요로 하지 않게 되었다. 그 결과, 그 노동주체 역시 서비스업이건 아니면 제조업이건 그 어떤 노동과정에도 무차별적으로 투입될 수 있는 '보편 노동자'(universal worker)의 형태로 탈바꿈한다. 요컨대, 현대 자본주의 체제하에서 노동은 그 형식과 내용 모두에 있어서 이중의 보편혁명을 경험하기에 이르렀다. 이제 과거 산업자본의 상징인 시커먼 연기가 뿜어져 나오는 거대한 공장과 육중한 기계가 아닌, 바로 사회적 보편 노동자의 지력 그 자체가 노동생산력의 핵심적 형식으로 전환한다. 현대 자본주의의 사회적 노동자의 보편적 특성은 그로 하여금 노동일반이 아닌 특정노동에 애착을 가질 필요가 없고, 이로부터 자신의 사회적 욕구를 통해 노동을 설정할 가능성을 제공한다는 점에서 사회적 노동분업 그 자체가 폐지될 수 있는 실제적 기반이 마련된 것으로 평가할 수 있다.우리 나라의 경우 과학기술과 지식정보화시대의 흐름에 따라 어떻게 변화되어 가는지 살펴보자.사회전반의 정보화가 급속히 진전되는 과정에서 인터넷 사용인구가 세계에서 가장 빠른 속도로 증가 하고 있다. 2000년말 인터넷 사용인구가 1999년 대비 75% 증가하였으며 초고속인터넷서비스 가입자수는 1999년 대비 974% 증가하였다. 이동저화 가입자 수도 과거3년 동안 폭발적을 증가하여 이를 뒷받침하고 있다. 이러한 전반적인사항을 이어 전통산업에 IT산업 접목을 하여 기존산업의 경쟁력 제고하고, 우리나라 생물산업은 아직 초기형성단계이나 최근 급속한 성정 추세있다.지식정보화사회로 진입하면서 부가가치를 능동적으로 창출하는 사람, 기존 사고의 틀에서 벗어나 새로운 발상으로 잣니의 일하는 방식을 개선, 개혁하는 삶을 가리크는 신지식인 이라는 새로운 개념이 등장한다

사회과학| 2002.10.08| 5페이지| 1,000원| 조회(424)

정보화, 과학기술, 지식사회, 과학사회, 현대사회의 이해

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[환경공학] BOD(생물학적산소요구량)

BOD : Biochemical oxygen demand1. 측정원리시료를 20℃에서 5일간 저장하여 두었을 때 시료중의 호기성 미생물의 증식과 호흡작용에 의하여 소비되는 용존산소의 양으로부터 측정하는 방법이다. 시료중의 용존산소가 소비되는 산소의 양보다 적을때에는 시료를 희석수로 적당히 희석하여 사용한다. 공장폐수나 혐기성 발효의 상태에 있는 시료는 호기성 산화에 필요한 미생물을 식종하여야 한다.2. 시료의 전처리시료가 산성 또는 알칼리성을 나타내거나 잔류염소등 산화성 물질을 함유하였거나 용존산소가 과포화 되어 있을 때에는 다음과 같은 전처리를 한다.2.1 산성 또는 알칼리성 시료pH가 6.5∼8.5의 범위를 벗어나는 시료는 염산(1+11) 또는 4% 수산화나트륨 용액으로 시료를 중화하여 pH7로 한다. 다만 이때 넣어주는 산 또는 알칼리의 양이 시료량의 0.5%가 넘지 않도록 하여야 한다.2.2 잔류염소가 함유된 시료시료 100ml에 아지드화 나트륨 0.1g과 요오드화칼륨 1g을 넣고 흔들어 섞은 다음 염산을 넣어 산성으로 한다.(pH약1) 유리된 요오드를 전분지시약을 사용하여 아황산나트륨용액(0.025N)으로 액의 청색이 무색으로 될 때까지 적정하여 얻은 아황산나트륨액(0.025N)의 소비 ml를 남아 있는 시료의 양에 대응하여 넣어준다. 일반적으로 잔류염소가 함유된 시료는 BOD용 식종희석수로 희석하여 사용한다.2.3 용존산소가 과포화된 시료수온이 20℃일 때에 용존산소 함유량이 포화량 이상으로 과포화되어 있을 때에는 수온을 23∼25℃로 하여 15분간 통기하고 방냉하여 수온을 20℃로 한다.2.4 시료는 시험하기 바로 저에 온도를 20±1℃로 조정한다.3. 기구 및 시약▲기구스텐드, 뷰렛, 비이커, 삼각플라스크, 피펫, 전기버너, BOD병, 뷰렛 홀더, 깔대기, 휠러▲시약황산망간용액 :황산 망간 결정 480g을 400∼600ml의 증류수에 용해시킨 후 이것을 여과지로 여과한 다음 여과액에 증류수를 가해 1L로 한다.알칼리성 요오드 아지드화 나트륨 용액 :수산화 칼륨 700g과 요오드 칼륨150g 그리고 아지드화 나트륨10g을 각각 증류수에 녹여서 혼합하고 다시 증류수를 가하여 1L가 되게 한다.0.025N Na2S2O3 :Na2S2O3·5H2O(248.17) 24.817g을 증류수로 녹여 전량을 1L로 한다. 이중 250ml를 취 해 전량을 1L로 한다.전분용액 :전분1g을 물 약10ml에 넣어 열수로 맑은 액이 될 때까지 녹여 100ml로 한다.황산(H2SO4)4. 시험 방법시료(또는 전처리한 시료)의 예상 BOD치로부터 단계적으로 희석배율을 정하여 수종의 희석검액을 3개를 한조로 하여 조제한다.예상 BOD치에 대한 사전경험이 없을 때에는 다음과 같이 희석하여 검액을 조제한다. 강한 공장폐수는 0.1∼1.0%, 처리하지 않은 공장폐수와 침전된 하수는 1-5%, 처리하여 방류된 공장폐수는 5∼25%, 오염된 하천수는 25∼100%의 시료가 함유되도록 희석 조제한다.BOD용 희석수 또는 BOD용 식종희석수를 사용하여 검액을 희석할 때2L 메스실린더에 희석수 또는 식종희석수 1/2용량만큼 채움시료 적당량(또는 전처리한 시료)희석수 또는 식종희석수로 희석배율에 맞게 눈금을 채운다---> 공기가 생기지 않게 섞음2개의 300ml BOD병에 가득 채움--->배양기에 넣고 5일간 배양15분후 희석시료 초기DO1 측정같은 방법으로 미리 정하여진 희석된 시료자체의 처음 용존산소를 측정하는데 사용한다. 같은 방법으로 미리 정하여진 희석배율에 따라 몇 조(組)의 희석검액을 조제하여 3개의 300㎖ BOD병에 완전히 채운다음 위와 같이 실험한다. 처음의 희석 시료 자체의 용존산소량과 20℃에서 5일간 배양할 때 소비된 용존산소의 양을 제3항 용존산소 측정법에 따라 측정하여 두 개의 평균치를 구한다. 5일간 저장한 다음 산소의 소비량이 40∼70% 범위안의 희석검액을 선택하여 처음의 용존산소량과 5일간 배양한 다음 남아 있는 용존산소량의 평균취의 차로부터 BOD를 계산한다. 다만 시료를 식종하여 BOD를 측정할 때는 실험에 사용한 식종액을 희석수로 단계적으로 희석하여 이하 위의 실험방법에 따라 실험하고 배양후의 산소소비량이 40∼70% 범위안에 있는 식종 희석수를 선택하여 배양전후의 용존산소량과 식종액 함유율을 구하고 시료의 BOD값을 보정한다.5. BOD용 희석수 및 BOD용 식종희석수의 검토시료(또는 전처리한 시료)를 BOD용 희석수(또는 BOD용 식종희석수)를 사용하여 희석할 때에 이들 중에 독성물질이 함유되어 있거나 구리, 납 및 아연 등의 금속이온이 함유된 시료(또는 전처리한 시료)는 호기성 미생물의증식에 영향을 주어 정상적인 BOD 값을 나타내지 않게 된다. 이러한 경우에 다음의 시험을 행하여 적정여부를 검토한다. 글루코오스 및 글루타민산 각 150㎎식을 취하여 물에 녹여 1,000㎖로 한 액 5∼10㎖를 3개의 300㎖ BOD병에 넣고 BOD용 희석수(또는 BOD용 식종희석수)로 완전히 채운다음 이하 BOD시험방법에 따라 시험할때에 측정하여 얻은 BOD값은 220±20㎎/ℓ의 범위안에 있어야 한다. 얻은 BOD 값의 편차가 클 때에는 BOD 용 희석수(또는 BOD용 식종희석수) 및 시료에 문제점이 있으므로 시험전반에 대한 검토가 필요하다.초기DO시료 300ml

공학/기술| 2002.05.29| 8페이지| 1,000원| 조회(858)

수질, BOD, 생물학적 산소요구량, 비오디

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