$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

오리피스 노즐 수직 2 상 유동의 물질전달 특성
Mass Transfer Characteristics of Vertical Two-Phase Flows with Orifice Nozzle 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.39 no.10 = no.361, 2015년, pp.817 - 824  

김동준 (전남대학교 자동차시스템공학과) ,  양희천 (전남대학교 기계설계공학부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문은 수직 오리피스 노즐의 유동 및 물질전달 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 구동유체 및 부유체의 유량, 용존산소 농도 그리고 소비 전력을 측정하였으며, 고속 카메라를 이용한 직접 촬영 기법으로 수직 혼합유동의 가시화 이미지를 획득하였다. 측정자료를 이용하여 질량비, 총괄 산소전달 계수 그리고 물질전달 성능계수를 도출하였다. 구동압력이 증가하면 질량비는 약간 감소하는 반면에, 산소전달 계수와 소비전력은 증가하였다. 구동압력이 증가하고 질량비가 작아지면, 기포의 미세화가 촉진되고 확산도가 증대되기 때문에 산소 전달율이 증가하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Experiments were carried out to investigate the flow and mass transfer characteristics of an orifice nozzle. Measurements of primary and suction flow rates, dissolved oxygen concentration, and electric power were obtained. Vertically injected mixed-jet images were captured by a direct visualization ...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • (12) 또한 수처리 과정에서 기포 생성을 위한 폭기공정의 에너지 소비량이 전체 공정의 약 60~80% 정도에 이른다는 연구결과가 발표된바 있지만,(13) 폭기공정의 에너지 소비율에 대한 정량적 연구는 많지 않은 실정이다.(11,14,15) 따라서 본 연구는 상대적으로 기포밀도가 큰 수직 혼합유동의 유체역학적 거동과 물질전달 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 이와 같은 목적을 위해 오리피스 노즐의 설계사양과 유동변수에 따른 유동 및 가시화 거동과 산소전달 및 소비전력 특성을 규명하였다.
  • 오리피스 노즐의 설계사양과 구동압력을 변수로 수직 혼합유동의 유동 및 가시화 거동과 물질전달 및 소비전력 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험변수인 구동압력이 증가하면, 구동 및 부유체의 유량은 증가하지만 비압축성 구동유체와 압축성 부유체의 유입특성 차이에 기인하여 질량비는 약간 감소하였다.
  • (11,14,15) 따라서 본 연구는 상대적으로 기포밀도가 큰 수직 혼합유동의 유체역학적 거동과 물질전달 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 이와 같은 목적을 위해 오리피스 노즐의 설계사양과 유동변수에 따른 유동 및 가시화 거동과 산소전달 및 소비전력 특성을 규명하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미세기포 혼합유동의 활용기술은 어디에 사용되는가? 미세기포 혼합유동의 활용기술은 수중 용존 농도를 높이기 위한 공정뿐만 아니라 부유 입자 형태의 이물질을 부상시켜 제거하는 탁도제거 및 수질정화 공정에 이용된다. 수중 용존 산소율 향상은 각종 수생 동식물의 생존율 극대화 및 성장율 촉진에 따른 생산기간 단축으로 양식 및 수산업의 생산성을 높이는데 기여할 수 있다.
미세기포 혼합유동 기술을 활용하여 수중 용존 농도를 향상시키면 어떠한 효과를 볼 수 있는가 ? 미세기포 혼합유동의 활용기술은 수중 용존 농도를 높이기 위한 공정뿐만 아니라 부유 입자 형태의 이물질을 부상시켜 제거하는 탁도제거 및 수질정화 공정에 이용된다. 수중 용존 산소율 향상은 각종 수생 동식물의 생존율 극대화 및 성장율 촉진에 따른 생산기간 단축으로 양식 및 수산업의 생산성을 높이는데 기여할 수 있다. 또한 수질정화에 따른 수자원 이용효율 향상과 수처리 공정의 비용 절감이 가능하므로 미세기포 혼합유동 활용기술은 수환경 정화뿐만 아니라 건강 및 각종 세정분야까지 적용범위가 확대되고 있다.
부상분리는 어디에서 사용되는가? 미세기포을 이용한 수질정화 기술인 부상분리는 침전이 어렵거나 침전 시 2차 오염을 유발할 수 있는 물질을 분리하여 폐수를 정화하기 위한 공정에 사용되며, 해수담수화 공정과 같은 분야에서는 다양한 부유물질의 제거를 통해 후속 공정의 운전효율 향상과 운전시간 증대를 통해 전체 설비의 효율증대를 목적으로 이용된다(1,2).기포의 생성과 적용원리에 따라 다양하게 분류되는 부상분리 공정은 수처리 목적으로 가장 많이 응용되고 있으며, 2000 년대 이후에는 건강 및 의약분야 등으로 활용범위가 다양해지고 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (21)

  1. Park, B., Woo, S., Park, S., Min, J., Lee, W., You, S. and Jun, G., 2013, "Simulation Study of DAF Flotation Basin Using CFD," J. of KSWW, Vol. 27, No. 2, pp. 261-272. 

  2. Kim, D. J., Park, S. K. and Yang, H. C., 2014, "A Visual Investigation on Vertical Mixed Flow with Orifice Nozzle," Proceedings of 2014 KSME Fall Meeting, KSME 14F-Tu01C004. 

  3. Rodrigues, R. T. and Rubio, J., 2007, "DAFDissolved Air Flotation: Potential Applications in the Mining and Mineral Processing Industry," Int. J. Mineral Processing, Vol. 82, No. 1, pp. 1-13. 

  4. Marui, T., 2013, "An Introduction to Micro/Nano-Bubbles and Their Applications," Systemics, Cybernetics and Informatics, Vol. 11, No. 4, pp. 68-73. 

  5. Kim, D. H., 2011, "Generation Mechanism and Application of Nano Bubble," Weekly Construction Technology Trend, Lotte E & C Research Institute, Vol. 134, EEEP-PL-7C-1110-646. 

  6. Lee, S. J., Ko, K. H., Ko, M. H., Yang, J. K. and Kim, Y. G., 2012, "Oxygen Transfer and Hydraulic Characteristics in Bubble Column Bioreactor Applied Fine Bubble Air Diffusing System," J. Korean Society of Environmental Engineers, Vol. 34, No. 11, pp. 772-779. 

  7. Zhang, W. and Zhu, D. Z., 2013, "Bubble Characteristics of Air-Water Bubbly Jets in Crossflow," Int. J. Multiphase Flow, Vol. 55, pp. 156-171. 

  8. Lima Neto, I. E., Zhu, D. Z. and Rajaratnam, N., 2008, "Air Injection in Water with Different Nozzles," J. Hydraulic Research, Vol. 134, No. 4, pp. 283-294. 

  9. Lima Neto, I. E., Zhu D. Z. and Rajaratnam, N., 2008, "Bubbly Jets in Stagnant Water," I. J. Multiphase Flow, Vol. 34, pp. 1130-1141. 

  10. Socolofsky, S. A. and Adams, E. E., 2002, "Multi- Phase Plumes in Uniform and Stratified Crossflow," J. Hydraulic Research, Vol. 40, No. 6, pp. 661-672. 

  11. Ashley, K. I., Mavinic, D. S. and Hall, K. J., 1990, "Effects of Orifice Size and Surface Conditions on Oxygen Transfer in a Bench Scale Diffused Aeration System," Environmental Technology, Vol. 11, pp. 609-618. 

  12. Lima Neto, I. E., Zhu, D. Z. and Rajaratnam, N., 2008, "Horizontal Injection of Gas-Liquid Mixtures in a Tank," J. Hydraulic Research, Vol. 134, No. 12, pp. 1722-1731. 

  13. Levitsky, S. P., Grinis, L. N., Haddad, J. and Levitsky, M. P., 2005, "Water Oxygenation in an Experimental Aerator with Different Air/Water Interaction Patterns," HAIT J. Science and Engineering B, Vol. 2, pp. 242-253. 

  14. Fadavi, A. and Chisti, Y., 2005, "Gas-Liquid Mass Transfer in a Novel Forced Circulation Loop Reactor," Chemical Engineering J., Vol. 112, pp. 73-80. 

  15. Gourich, B., Vial, C., Belhaj Soulami, M., Zoulalian, A. and Ziyad, M., 2008, "Comparison of Hydrodynamic and Mass Transfer Performances of an Emulsion Loop-Venturi Reactor in Cocurrent Downflow and Upflow Configuration," Chemical Engineering J., Vol. 140, pp. 439-447. 

  16. Kim, D. J., Park, S. K. and Yang, H. C., 2015, "Mixed Flow and Oxygen Transfer Characteristics of Vertical Orifice Ejector," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 39, No. 1, pp. 61-69. 

  17. iworks FX User Guide, 2010, Nahwoo Trading Co.. 

  18. Klein-Douwel, R. J. H., Frijters, P. J. M., Somers, L. M. T., de Boer, W. A. and Baert, R. S. G., 2007, "Macroscopic Diesel Fuel Spray Shadowgraphy Using High Speed Digital Imaging in a High Pressure Cell," Fuel, Vol. 86, pp. 1994-2007. 

  19. Chern, J.M. and Yang, S.P., 2003, "Oxygen Transfer Rate in a Coarse-Bubble Diffused Aeration System," Industrial & Engineering Chemistry Research, Vol. 42, pp. 6653-6660. 

  20. Park, S. K. and Yang, H. C., 2013, "Flow and Oxygen Transfer Characteristics in an Aeration System Using an Annular Nozzle Ejectors," Industrial & Engineering Chemistry Research, Vol. 52, pp. 1756-1763. 

  21. Park, S. K. and Yang, H. C., 2013, "Mixed Flow Characteristics of Aeration Process for Recirculation Aquaculture System Using Ejector," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 37, No. 9, pp. 847-854. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로