초록 ▼

미활용 열원 중 산업폐(수) 열원에서 열을 회수할 수 있는 열교환기를 개발하는 데 연구의 목적으로 두었음. 염색폐수 등의 산업폐(수) 열원은 $40{^{\circ}C}$정도의 온도를 지니므로 이로부터 열을 회수하여 열펌 효 등 의 열원으로 사용하면 열펌프의 효율을 쉽게 높일 수 있는 장점이 있는 반면 폐수 증에 함유된 이불 질이 열교환기의 전열변에 부착하므로 열전단 성능이 급격히 강하하게 됨. 따라서 산업폐(수) 열원으로부터 열을 회수하기 위한 열교환기를 개발하기 위하여서는 열전달 성능을 저하시키는 Fouling

미활용 열원 중 산업폐(수) 열원에서 열을 회수할 수 있는 열교환기를 개발하는 데 연구의 목적으로 두었음. 염색폐수 등의 산업폐(수) 열원은 $40{^{\circ}C}$정도의 온도를 지니므로 이로부터 열을 회수하여 열펌 효 등 의 열원으로 사용하면 열펌프의 효율을 쉽게 높일 수 있는 장점이 있는 반면 폐수 증에 함유된 이불 질이 열교환기의 전열변에 부착하므로 열전단 성능이 급격히 강하하게 됨. 따라서 산업폐(수) 열원으로부터 열을 회수하기 위한 열교환기를 개발하기 위하여서는 열전달 성능을 저하시키는 Fouling을 억제할 수 있는 기술을 개발하는 것이 핵심임. 폐수에서 바로 열펌프의 증발기나 응축기로 연계시키기 위하여서는 물-냉매의 열전달이 이루어져야 하는 데 열교환기 변을 사이로 많은 압력차가 존재한다. 따라서 평판형 열교환기로는 높은 압력차를 극복하기 어려움. 따라서 Shell & Tube 형 열교환기가 적용된다. 본 연구는 Shell & Tube 의 Fouling 억제를 위한 Sponge Ball 순환 장치에 대하여 Controller를 개발하고 Sponge Ball 의 안전순환이 이루어 지는 특성을 도출하였음. Sponge Ball 순환시 각 튜브에의 분포도를 광센서를 이용하여 도출하였읍.
또한 부식성 폐수에 대비한 Silicon Ball 의 Fouling 제거 특성을 가시화를 통하여 도출하였으며 장기적인 열전달 실험을 통하여 Sponge Ball 및 Silicon Ball 의 Fouling 제거특성을 도출하였음.

Abstract ▼

Fouling is the general expression on the layer which is adhered on the heat transfer surface, and disturbs heat transfer. When fouling is formed, the heat transfer performance is dramatically decreased.
In many cases, the growth of fouling layer disturbs the flow, and pressure is increased. Spong

Fouling is the general expression on the layer which is adhered on the heat transfer surface, and disturbs heat transfer. When fouling is formed, the heat transfer performance is dramatically decreased.
In many cases, the growth of fouling layer disturbs the flow, and pressure is increased. Sponge ball cleaning system for the fouling mitigation has been introduced. The main merits for the sponge ball cleaning system are that without stopping the heat transfer system, the fouling can be removed by the ball circulation. With the fouling mitigation by the sponge ball cleaning system, we expect that the unused heat source such as waste water can be utilized. Even if the sponge ball circulation method is an effective method, the sponge ball doesn't pass completely the tube at the low velocity. In this study, we measured the friction force and the differential pressure, when a sponge ball is passing through a tube. When the water velocity, tube diameter and sponge ball are given, we can determine that the sponge ball can pass through the tube or not.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...7
• CONTENTS...9
• 목차...11
• 제1장 연구개발과제의 개요...15
• 제2장 국내외 기술개발 현황...18
• 제3장 Fouling(파울링) 의 현황...23
• 제1절 Fouling 의 현황...23
• 제2절 열교환 과정에서 Fouling 의 영향...25
• 제3절 파울링 제거 기술...29
• 제4장 수치해석...30
• 제1절 Shell & Tube 열교환기내 볼순환에 관한 수치해석...30
• 제2절 볼 트레퍼에서 볼의 궤적에 관한 수치해석...60
• 제5장 세척볼 순환 특성 실험...69
• 제1절 스폰지볼 튜브 통과 적정유속 산출...69
• 제2절 스폰지 볼 균일 분포 실험...76
• 제3절 실리콘 볼 거동 관찰 실험...82
• 제4절 스폰지 볼 및 실리콘 볼의 Fouling 제거 특성...91
• 제6장 세척 볼의 자동 순환 제어기 개발...101
• 제1절 개요...101
• 제2절 세척 볼 순환 방식 열교환기 자동세척 제어기의 기술 분석...104
• 제3절 세척 볼 순환 방식 열교환기 세척 실험장치의 제작...105
• 제4절 제어기의 하드웨어 선정 및 제어 로직 개발...106
• 제5절 실시간 모니터링 시스템 개발...109
• 제6절 폐수용 열교환기를 위한 제어기능의 보완...116
• 제7절 세척 볼 계수 센서의 개발...117
• 제8절 검토...126
• 제7장 맥동유통에 의한 열전달 촉진 및 파울링 억제...127
• 제1절 입자가 포함된 유동장에서 유체속도와 입자속도의 동시측정기법...127
• 제2절 맥동유동에 의한 그루브채널내의 열전달촉진 매커니즘...140
• 제3절 맥동유동에 의한 그루브채널내의 파울링 억제...151
• 제8장 스폰지 볼 순환 Fouling 제거장치의 현장 적용...156
• 제1절 개요...158
• 제2절 파울링 인자의 산출...159
• 제3절 동력 절감효과 예측...164
• 제9장 연구개발결과의 활용계획...171