수분회수 냉각탑에 적용되는 중공사막 모듈의 유동특성에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study on Flow Characteristics of Hollow Fiber Membrane Module for Water Recovery Cooling Tower)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 41권 / 8호 / 537 ~ 544페이지
· 저자명 : 박상철, 박현설, 이형근, 신원규

초록

본 연구의 목적은 수분회수 냉각탑에 설치된 엇갈림(staggered) 형태로 배치된 중공사막 모듈을 다공성 매질(porous medium)로 모델링 시 유동특성을 수치 해석적으로 검토하는 것이다. 1단으로 설치된 중공사막 모듈의 차압 데이터를 이용하여 다공성 매질의 모델링을 위한 압력-속도 2차 식을 도출하였다. 중공사막 모듈을 다공성 매질로 모델링한 경우 (“다공성 매질”)와 중공사막 모듈의 형상을 그대로 고려한 경우 (“멤브레인 모듈”)에 대해 유동 특성을 비교하였다. “다공성 매질”의 경우 “멤브레인 모듈”에 비해 유동에 의한 압력 변화는 0.6 % 미만의 적은 차이를 나타냈으나, 최대 유속은 약 2.5배, 평균 난류 운동에너지는 95배로 크게 나타났다. 이를 통해 다공성 매질로의 모델링은 압력강하는 잘 구현하나, 유속 및 난류 운동에너지는 잘 모사하지 못함을 알 수 있었다.

영어초록

The purpose of this study is to analyze the flow characteristics when a staggered hollow fiber membrane module is modeled as a porous medium. The pressure-velocity equation was used for modeling the porous medium, using pressure drop data. In terms of flow characteristics, we compared the case of the "porous medium" when the membrane module was modeled as a porous medium with the case of the "membrane module" when considering the original shape of the membrane module. The difference in pressure drop between the "porous medium" and "membrane module" was less than 0.6％. However, the maximum flow velocity and mean turbulent kinetic energy of the "porous medium" were 2.5 and 95 times larger than those of the "membrane module," respectively. Our results indicate that modeling the hollow fiber module as a porous medium is useful for predicting pressure drop, but not sufficient for predicting the maximum flow velocity and mean turbulent kinetic energy.

참고자료

· 없음