1. 서 론

해양 기름 유출 사고는 지속적으로 발생하는 사고로, 해양 환경에 심각한 영향을 미치는 재해 중 하나이다[1]. 최근 대기오염물질 발생 저감을 위해 선박 연료유의 황 함유량의 규제 강화를 시행하고 있다. 강화된 규제를 충족시키기 위해 선박의 엔진을 교체하거나 추가 설비를 해야 하는데, 저유황유의 사용은 이에 비해 투자 비용이 낮기 때문에 사용이 확대되고 있는 추세이다. 저유황유는 온도에 따라 점도가 쉽게 바뀌고, 낮은 온도의 해상에 유출 시 고형화 된다는 특성이 있다[2]. 고형화된 저유황유는 유회수기 표면에 강하게 점착되어 제거하기 어렵기 때문에 기존 방제 기술 및 장비로는 효율적인 대응이 어렵다. 현재는 흡착포나 뜰망 등을 사용하여 기름을 제거하고 있으나, 잔류 기름을 효과적으로 제거하기 위해 새로운 방제 기술 개발이 필요하다[3,4].

이에 따라 현재는 방제 장비의 연속적인 사용과 재활용을 위한 기름 회수 기술에서 고체 표면의 친수성 기술이 상당한 관심을 얻고 있으며, 관련된 많은 연구들이 진행되고 있다. Ko 등[5]은 친수성 표면에서 물의 메니스커스를 형성하고, 이는 표면에 부착된 기름을 박리하는데 있어 효율적인 제거 방법으로 작용한다는 것을 입증했다. Wang 등[6]은 초친수성 금속 메시를 이용하여 오염 방지 스키머 표면을 개발했고, 이 재료는 점성이 높은 기름에 장기간 노출되어도 기름에 의한 오염 방지에 효율적임을 보였다.

이러한 친수 표면의 특성을 보다 효과적으로 활용하기 위해서는 벽에서의 물과 기름의 분리 메커니즘을 이해하는 것이 중요하다. 유수분리 필터 내부에서 발생하는 미세한 물리현상을 실험적으로 관측하는데 한계가 있기 때문에 수치 해석적 접근이 시도되었다[7]. 그러나 이는 기름-물-공기의 3상 유동 현상이기 때문에, 모든 상 계면의 움직임이나 상호작용을 고려한 직접 수치해석은 아직까지 제대로 시도되지 못하였다. 최근 Lee 등[8]은 Level Contour Reconstruction Method (LCRM)를 확장한 새로운 3상 유동 해석모델을 이용해서 유회수기 구조를 단순화한 친수 처리된 하강하는 수직 평판에 부착된 기름의 박리과정을 수치적으로 해석했다. 개발된 수치 모델은 실험을 통해 검증되었으며, 기름의 두께 및 점도, 평판의 하강 속도의 영향을 확인했고 기름에 가해지는 힘을 분석하여 박리 메커니즘을 자세히 이해하고자 하였다.

기름의 물성 외에도 기름 박리과정에 영향을 미치는 요인에는 유회수기 장치 구조와 외부 환경 등이 있다. 기름이 유회수기에 부착된 접촉면이 줄어들면, 즉 물과 기름의 접촉면이 늘어나게 되면 물과 기름의 분리가 더 효율적으로 이루어져 기름 제거 성능을 높일 수 있다. 따라서 유회수기의 표면구조를 래챗 형태로 사용하는 것이 매우 효과적일 수 있다. 또한, 이전 연구는 박리 메커니즘을 자세히 파악하기 위해 외부 진동이 없는 잔잔한 수면에서, 국소적인 부분의 박리에 초점을 맞춘 분석만 진행되었다. 그러나 실제 해양 환경에서 유회수기 장치가 사용될 때, 파도와 같은 외부 진동은 기름과 물 사이의 경계면에 영향을 미치는 변수이므로 이에 따른 분석도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 친수 래쳇 구조의 표면을 사용하는 경우 기름 제거 성능에 미치는 영향을 분석하고자 하였고, 실제 해양에서 사용 시, 외부 진동의 영향을 추가로 분석하고자 한다.

2. 수치기법

2.1 3상 유동 수치기법

지금까지 대부분의 다상 유동 수치해석 연구는 물과 공기와 같은 두 개의 상을 분리하는 2상 유동에 초점을 맞추었다. 그러나 기름 박리 현상은 물-공기-기름의 3상 유동 현상이므로 물-공기 계면 외에도 기름-물 및 기름-공기의 계면을 고려해야 하므로, 기존의 2상 유동 모델로는 해석에 어려움이 있다. 이에 앞서 언급했던 이전 연구[8]에서 기존의 2상 유동 수치 모델인 LCRM을 3상 유동 모델로 확장하여 이를 실험과 비교를 통해 정확성을 검증했다. LCRM은 Lagrangian 격자계를 사용하여 계면의 위치를 추적하는 Front Tracking 방법과 거리함수를 사용하여 특정한 거리함수 위치에 등고선을 형성하는 Level Set 방법을 융합하여 새로운 계면을 재구성하는 방법이다[9]. 이 방법은 정확하게 계면을 추적하며, 주어진 계면 정보로 거리함수를 효율적으로 계산할 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이미 검증된 3상 유동 수치 모델 즉, 확장된 LCRM을 사용하여 해석을 진행하였다.

자세한 3상 유동 모델에 대한 설명은 Lee 등[8]에서 확인할 수 있고 본 절에서는 중요한 특징만을 간단히 설명하고자 한다. 물, 공기, 기름은 서로 섞이지 않기 때문에 물-공기(ϕ₁₂), 공기-기름(ϕ₂₃)의 서로 다른 두 가지 계면을 독립적으로 추적할 수 있으며, 이는 기존의 LCRM과 유사한 방식으로 처리된다[10]. 이때, ϕ₁₂와 ϕ₂₃이 상호작용함에 따라 생성되는 새로운 계면 즉, 물-기름(ϕ₁₃) 계면이 고려되어야 한다. Fig. 1의 ϕ₁₂와 ϕ₂₃은 두 개의 독립적인 거리함수인데, 두 계면이 충분히 가까워지면 즉, 일정한 거리 ∆s 미만이 되면 ϕ₁₃으로 대체하게 된다. 효율적인 계산을 위해 ∆s는 격자 크기의 절반을 사용했고, 그 이하의 거리를 사용한 경우 큰 차이가 없음을 확인했다. 새로운 물-기름(ϕ₁₃) 계면은 서로 다른 계면 ϕ₁₂와 ϕ₂₃에 의해 표현되는데, 이들은 매우 근접하기 때문에 두 계면 중 하나의 계면만 사용하여 물-기름 계면의 물성으로 대체함으로써 간단하게 처리된다.

Fig. 1.

Concept of three-phase flow modeling based on LCRM(an existing hybrid type two-phase flow model)

2.2 지배 방정식

본 연구에서 사용된 질량 및 운동량 보존을 포함한 Navier-Stokes 방정식은 다음과 같다.

여기서 u는 속도, g와 a는 각각 중력에 의한 가속도와 외부 진동에 의한 가속도이고, p는 압력, ρ는 밀도, μ는 점도, F는 계면에 가해지는 표면장력을 나타낸다. 또한, 외부 진동은 추가적인 가속도항 a를 이용하여 다음과 같이 고려될 수 있다.

여기서 h와 T는 Fig. 2(a)와 같이 각각 파고, 진동 주기를 의미한다. 3상 유체의 물리적 상태량은 거리함수로부터 계산된 Heaviside function(H)를 활용하여 다음과 같이 표현된다.

여기서 ρ₁, ρ₂, ρ₃은 각각 공기, 기름, 물을 나타내며, 점도인 μ도 동일하게 표시되었다.

박리는 친수 처리된 고체 표면에서 일어나는 현상으로 기름-물 계면이 고체 표면과 접촉하는 지점이 발생하므로, 2상 계면 추적 외에 접촉점 움직임의 정확한 표현도 매우 중요하다. 상계면이 벽과 접촉하는 경우 접촉점은 고체 표면에서의 점착조건으로 인하여 벽에 고정된다. 유동으로 인해 벽 주위의 상계면은 계속 이동하게 되고 이는 2유체유동에서 접촉 지점의 무한한 전단응력을 발생시키면서 불안정한 계면의 움직임을 만들어 낸다. 이러한 계면의 불안정성이 발생하는 것을 방지하기 위하여 다음과 같이 접촉점에서 계면을 미끄러지게 하는 Navier-slip boundary 모델을 사용하였다.

여기서 ∂u/∂n은 벽에서의 전단 변형률이고, λ는 미끄러짐 비례 상수로 본 연구에서는 격자 크기를 사용하였다. 미끄러짐 비례상수는 실제로 전단율, 고체 형상의 곡률, 그리고 젖음성 등 다양한 변인에 의해 결정된다고 알려져 있지만 그 복잡성 때문에 수치적 효율성을 고려하여 기존 연구들을 통해 상수값이 활용되었다[7]. 본 연구에서는 격자에 의존적인 수치 정확도를 고려하여 격자 크기 값을 미끄러짐 비례 상수로 활용하였다. 여기에 추가적으로 접촉 지점의 움직임을 정확하게 설명하기 위해 다음과 같이 정의된 접촉각 히스테리시스와 함께 동적 접촉각 또한 적절히 모델링 되어야 한다.

여기에서 𝜃는 접촉각을 의미하고 하첨자 a와 r은 각각 전진각 및 후진각을 의미한다. 계산시 접촉각이 전진각 보다 큰 경우는 전진각으로 후진각 보다 작은 경우는 후진각으로 고정되고 아닌 경우는 자유롭게 움직일 수 있도록 모델링되었다. 전진각을 23°, 후진각을 14°로 규정하였고, 계산된 접촉각이 이 범위를 벗어나게 되면 규정된 접촉각으로 강제하였다. 접촉각에 대한 보다 자세한 내용은 참고문헌[8]에서 설명되어 있다.

래쳇 구조는 수직 평판보다 복잡한 형상을 가지므로 이에 대한 모델링도 매우 중요하다. 본 연구에서는 이를 해석하기 위해 고체 내부를 유체로 가정하여 동일한 지배방정식을 사용하지만 주어진 속도로 강제되는 Fictitious Domain Method (FDM)를 사용하였다[11]. 여기에서 FDM은 유체-고체 상호작용(fluid-structure interaction) 모델링 기법 중 하나로 유한차분법(finite difference method) 기반의 격자 재생성이 필요없이 고정 격자계를 활용하여 계산이 수행되는 효과적인 방법이다. 본 연구에서는 엇갈림 격자를 사용하기 때문에 고체 내부에 포함된 격자면에서 속도가 0으로 처리되고 이에 따라 고체형상이 계단식(Stepwise)으로 표현된다. 고체의 움직임이 빠르지 않은 상황을 고려할 때 정확도에 큰 문제를 만들지 않는다고 확인되었다[12].

지배방정식 (2)는 Chorin의 projection 방법을 활용하여 수치적으로 계산되었다. 공간 차분화를 위해 앞서 언급한대로 정렬 엇갈림 격자가 활용되었고 2차 ENO(Essentially Non-Oscillatory) 기법을 활용하여 대류항이 계산되었다. 시간 차분화의 경우, 1차 오일러 기법에 의해 계산되었으며, 보다 더 자세한 수치기법에 관한 내용은 기존 문헌을 참고하길 바란다[7].

2.3 시뮬레이션 구성

외부 진동 조건과 평판 및 래쳇 형상을 포함한 시뮬레이션 조건은 Fig. 2(a)에서 확인할 수 있다. 래쳇 구조의 효과를 확인하고자 기름의 점도가 높아 유회수기에서 떨어지기 힘든 상황을 고려하여 매우 높은 점도의 μ = 4.7 Pa‧s를 사용했다. 또한, 깊이가 2 mm인 정삼각형 래쳇을 고려하여 기름의 두께가 역시 W ≈ 2 mm인 경우에 대해 해석을 진행했다. 2차원 형상을 사용하였으며, 하단에는 non-slip wall condition을, 우측과 상단 경계에는 open condition을 적용했다. 물-기름의 경계면을 y = 0으로 하여 계산하였으며, 수평 방향 형상 치수는 기름 두께보다 상당히 큰 값을 사용하였고(기름 두께의 10배 이상인 0.03 m), 본 계산보다 더 큰 형상에 대해 계산한 경우와 큰 차이가 없음을 확인했다. 또한, 기름 계면인 계산 도메인의 수평 방향의 95%, 수직 방향의 5%에 도달하면 계산이 중단되도록 하였다.

Fig. 2.

(a) Simulation setting of vertical plate and ratchet structure including external vibration; (b) Evolution of minimum y position in ratchet simulation with different grid resolutions

평판과 다르게 래쳇 구조는 물을 머금는 정도 Volume Fraction(VF) 에 따라 고체 표면과 기름이 접하는 면적이 달라지므로 이 역시 고려해야 한다. 여기에서 VF는 다음과 같이 정의된다.

여기에서 ∀는 체적을 의미하고 하첨자 W와 R은 각각 물과 래쳇을 의미한다. 래쳇의 가장 안쪽으로부터 래쳇 깊이의 90%만큼 물이 차 있는 경우를 VF이 90%라 하였으며, 이후 계산에서 VF이 70%인 경우도 이와 같은 방법으로 표시되었다.

래쳇 구조와 3상 유동을 포함한 매우 복잡한 계산을 위해 격자 수렴을 확인하는 것은 필수적이다. Fig. 2(b)는 잔잔한 수면에서 래쳇의 하강 속도가 5 mm/s인 경우 기름의 최소 y 지점을 비교하여 격자 수렴을 확인한 결과이다. 그림에서 확인할 수 있듯이 200×200 이상의 격자를 사용하면 충분히 수렴한 결과를 얻을 수 있었다. 400×400의 보다 많은 격자에 대해 계산한 결과도 위의 격자 수와 결과가 비슷함을 확인하였다. 따라서 이후 시뮬레이션에서는 계산의 효율을 위해 300×300 격자를 사용하였다.

3. 결 과

3.1 래쳇에 따른 영향

우선 친수 처리된 래쳇 구조의 박리 성능을 확인하고자 수직 평판에서의 기름 박리 과정과 비교하였다. 수직 평판에서의 박리 현상을 자세히 분석했던 이전 연구[8]를 참고하여 수직 평판에서 박리가 일어나지 않았던 비교적 빠른 하강 속도인 V = 10 mm/s에 대한 계산 결과를 Fig. 3(a)에서 확인할 수 있다. Fig. 3의 (a), (b)는 각각 수직 평판(전진각 23°, 후진각 14°), 친유(전진각 166°, 후진각 157°) 래쳇 구조, (c), (d)는 친수(전진각 23°, 후진각 14°) 래쳇 구조로 각각 VF이 70%, 90%인 경우의 결과이다. 그림에서와 같이 같은 점도(μ = 4.7 Pa‧s) 및 두께(W ≈ 2 mm)의 기름과 같은 하강 속도(V = 10 mm/s)에 대해서 친수 래쳇은 박리가 일어나고, 수직 평판 및 친유 래쳇은 박리가 일어나지 않는 것을 볼 수 있다. 래쳇의 VF과 상관없이 친수 래쳇 구조에서는 빠른 속도에서도 박리 현상이 일어나는 것을 확인하였고, 이 결과로 표면의 친수 처리와 래쳇 구조가 박리에 매우 효과적임을 확인할 수 있다. VF이 큰 경우(래쳇 내부에 물이 더 많이 포함되어 있는 경우)가 기름 박리에 조금 더 유리하다.

Fig. 3.

Evolution of oil interface over time with downward speed V = 10 mm/s (a) flat plate; (b) hydrophobic ratchet; (c) hydrophilic ratchet with 70% VF; (d) hydrophilic ratchet with 90% VF

보다 정량적으로 박리 성능을 파악하기 위해 기름 계면의 최소 y 지점인 y_min, 최대 x 지점인 x_max와 이들의 비 y_min/x_max를 비교하여 그 결과를 Fig. 4에 나타내었다. 또한, Fig. 3에서 보이는 것과 같이 박리가 일어나는 경우는 x_max가 오른쪽 경계에 먼저 닿기 때문에 그래프의 마지막에 오른쪽 화살표를, 박리가 일어나지 않는 경우는 y_min이 아래쪽 경계에 먼저 닿기 때문에 아래 방향 화살표를 표시하여 그 결과들을 구분하였다. 먼저 Fig. 4(a)는 기름 계면의 최소 y 지점인 y_min을 비교한 것으로, 박리가 일어나지 않는 친수 평판과 친유 래쳇은 y_min의 값이 계속 감소하는 경향을 보인다. 그러나 친수 래쳇의 경우에는 VF값에 관계없이 평판이 하강하므로 초반에는 y_min이 감소하는 것으로 보이나, 이후 시간이 지남에 따라 y_min이 다시 올라가는 즉, 박리가 일어나는 것을 볼 수 있다. Fig. 4(b)는 기름 계면의 최대 x 지점을 비교한 결과로, 네 가지 경우 모두 초반에는 증가하는 경향을 보인다. 그러나 박리가 일어나지 않는 경우는 시간이 지나며 일정한 값으로 수렴하는데에 비해, 박리가 일어나는 경우는 x_max의 값이 계속 증가하며 그 기울기 또한 가파르다. 추가로 여기서는 래쳇이 하강하기 시작하며 기름 계면이 초반에 흔들거리는 특이한 경향을 볼 수 있다. 이는 x 방향으로 다른 길이를 갖는 래쳇 구조가 아래로 하강하며, 물과 기름의 수평 방향으로의 움직임에 영향을 주기 때문이다. 마지막으로 Fig. 4(c)는 y_min/x_max를 나타낸 것인데, 이 값으로 보다 명확하게 박리 여부를 구분할 수 있다. 수직 평판과 친유 래쳇 즉, 박리가 일어나지 않는 경우는 그 값이 계속 감소한다. 박리가 일어나는 친수 래쳇은 초기 짧은 순간 값이 감소하다가 다시 증가하며 그 값이 –0.5에서 0 사이 범위에 있게 된다.

Fig. 4.

Comparison of the position of the oil interface with downward speed V = 10 mm/s (a) minimum y position(y_min); (b) maximum x position(x_max); (c) ratio between the minimum y and maximum x position(y_min/x_max)

3.2 외부 진동에 따른 영향

Fig. 3은 친수 및 래쳇 구조의 영향만을 파악하고자 잔잔한 수면에서의 박리 현상을 분석한 결과이다. 해양에서 기름을 회수할 때 외부 진동이 가해지면 수면의 움직임이 고체-기름의 경계면에 영향을 줄 수 있다. 본 연구의 목적은 박리 과정에서의 기름 제거 성능을 파악하는 것이므로, 이후 외부 진동 영향의 계산에서는 박리가 쉽게 일어날 수 있는 상황에 초점을 맞추어 외부 진동이 추가되었을 때 성능변화를 파악하고자 친수 처리된 평판 및 래쳇 구조에 대한 분석에 초점을 맞추도록 하였다.

외부 진동은 진동 주기가 4~8 s, 파고가 0.3~0.9 m의 범위로 2023년 6월 서해 중남부 앞바다의 실제 해양 조건을 고려하여 설정했다[13]. 박리 성능을 정량적으로 파악하기 위하여 Fig. 2(a)에 사용되었던 기름의 최소 y 지점(y_min)을 파악하여 비교했으며, Fig. 5, 6, 7에서 그래프의 왼쪽은 수직 평판, 오른쪽은 래쳇 구조에서의 시간에 따른 y_min의 변화를 나타내었다. 모든 그림에서 빨간색 실선으로 각각의 경우에 대한 진동이 없는 경우를 포함하여 비교하였다. y = 0을 초기 수면의 높이로 계산하여 y_min이 양의 값을 가지면 기름 계면의 최소 y 지점이 수면보다 높아지는 즉, 박리가 일어나는 것으로 간주할 수 있다. 반대로 y_min이 음의 값을 가지면 수면 아래로 침투하는 것으로 박리가 일어나지 않는 것으로 이해할 수 있다.

먼저, Fig. 5은 수직 평판 및 래쳇 구조에서 외부 진동의 영향이 있는지 파악한 결과이다. 앞서 언급했듯이 빨간색의 경우 진동이 없는 경우, 초록색과 파란색은 각각 x 및 y 방향으로 진동을 가해준 경우이다. 또한, 오른쪽 래쳇 구조에서 VF이 70%인 경우는 점선으로 90%는 실선으로 표시하였다. Fig. 5(a)에서 확인할 수 있듯이 수직 평판의 경우 x 방향의 진동은 진동이 없는 경우에 대해 변화 없이 박리가 발생하는 상황을 보였다. 하지만 y 방향의 진동은 박리 과정을 방해하며 y 방향으로 계면이 더 빠르게 침투되도록 한다. 진동이 없는 경우와 비교했을 때, y_min이 더 큰 음의 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이는 y 방향 진동은 수직 평판에 서 박리를 방해하는 역할을 한다는 것을 의미한다. Fig. 5(b)의 래쳇 구조 결과도 유사하게 x 방향의 진동은 진동이 없는 경우와 비슷한 경향을 보였으나, y 방향 진동이 가해진 경우 y_min이 양의 값으로 크게 변하며 박리가 매우 효과적으로 일어나는 것을 볼 수 있다. 또한, VF이 큰 90%의 경우가 70%보다 더 큰 양의 값을 가지는 것을 볼 수 있는데, 이에 VF이 클수록 제거 효율이 더 올라가며 진동의 영향에 의해 더 수월한 박리가 되는 것을 보인다.

Fig. 5.

Comparing the minimum y position of the oil interface for different vibration directions (a) flat plate; (b) ratchet

다음으로 진동 주기에 따른 영향 분석 결과를 Fig. 6에 나타내었다. 앞선 Fig. 5의 결과를 고려하여 박리에 유의미한 영향을 주는 y 방향에 대한 진동만 고려하였다. Fig. 6(a)와 (b)는 각각 수직 평판과 래쳇에 대한 결과이다. 앞의 Fig. 5의 결과와 비슷하게 진동이 가해진 경우 수직 평판에서는 y_min이 음의 값을 가지며 박리가 일어나지 않았고, 잔잔한 수면보다 기름 계면의 수면 아래로의 침투하는 정도도 더 큰 것을 볼 수 있다. 반면에 래쳇 구조에서는 진동이 가해지면 박리가 더 잘 일어나며, VF이 클수록 제거 성능도 좋아지는 것을 확인할 수 있었다. 진동 주기에 따라 약간의 차이는 보이지만 이는 박리에 영향을 크게 미치지 않는 정도이므로 진동 주기의 영향은 거의 없음을 확인했다.

Fig. 6.

Comparing the minimum y position of the oil interface for different vibration periods (a) flat plate; (b) ratchet

마지막으로 Fig. 7은 진동 시 파고에 따른 영향을 분석한 내용으로 Fig. 7(a)와 (b)는 각각 수직 평판과 래쳇 구조의 결과이다. 그림을 보면 알 수 있듯이 파고에 따른 영향도 주기에 따른 영향의 결과와 매우 유사한 결과를 보이는 것을 확인할 수 있다. 파고와 무관하게 진동이 가해지면, 수직 평판은 제거 효율이 떨어지고, 래쳇은 박리에 효율적이었다. 그러나 파고에 따라 유의미한 차이를 보이는 것은 아니었으며, 래쳇 구조의 VF이 박리에 크게 영향을 미치는 것을 파악했다. 이 결과로 진동 시 파고와 주기보다 진동의 유/무나 래쳇 형상 및 VF이 박리에 영향을 미치는 주요한 요인임을 확인하였다.

Fig. 7.

Comparing the minimum y position of the oil interface for different wave heights (a) flat plate; (b) ratchet

4. 결 론

본 연구에서는 실제 해양에 유출된 기름을 회수하는 과정에서 유회수기 형상 및 외부 진동 조건에 따른 박리 성능의 영향을 분석하는 수치해석 연구를 수행했다. 형상의 경우, 수직 평판 구조보다 래쳇 구조가 효과적이며 친수성이 중요함을 확인했다. 특히, 래쳇 구조 형상 특징에 따른 물을 머금는 정도인 VF의 영향이 중요했는데, VF이 90%일 때가 VF이 70%일 때 보다 제거 효율이 큰 것을 확인함으로써 VF이 클수록 효과적으로 기름을 제거할 수 있음을 파악하였다. 외부 진동의 경우, 실제 해양 환경 조건을 고려하여 추가적으로 영향을 분석한 것으로 x 방향 진동의 경우에는 그 영향이 미미했고, y 방향 진동이 기름 박리에 중요한 영향을 미치는 것을 확인했다. 진동 주기나 파고에 관계 없이 평판의 경우 외부 진동이 가해지면 기름 제거 효율이 떨어지고, 래쳇 구조의 경우에는 외부 진동이 있을 때 기름 제거 효율이 상승하는 경향을 확인했다.