Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A (대한기계학회논문집A)

The Korean Society of Mechanical Engineers (대한기계학회)
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Numerical Study of Design of Micro Bubble Generation Nozzle

마이크로버블 발생노즐 설계를 위한 수치적 연구

  • 김현일 (포항금속소재산업진흥원 에너지소재연구실) ;
  • 이상민 (한국과학기술정보연구원) ;
  • 신명선 ((주)에스엠워터테크) ;
  • 이종호 ((주)에스엠워터테크)
  • Received : 2012.05.17
  • Accepted : 2012.08.28
  • Published : 2012.12.01
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Abstract

Recently, with increasing standards of living and income, environmental pollution has attracted increased interest. On account of a revision to water pollution regulations, the improvement of sewage disposal efficiency was studied. One of the ways to improve the sewage disposal efficiency is to increase the dissolved oxygen content of water in the water treatment tank. In this study, we suggest a nozzle design using a spiral and a crash mode for generating micro bubbles and thus increasing the dissolved oxygen content of water. The micro bubbles through the spiral and crash flows are generated in the nozzle. In the design of the crash mode, the development goal with regard to the bubble size was not achieved. On the other hand, a bubble size of $0-50{\mu}m$ accounted for 79.3% of all bubbles in the spiral mode. This study should contribute toward increasing the sewage disposal efficiency.

현재 생활문화 수준의 향상과 소득 증대에 따라 환경오염에 대한 관심이 증가하고 있다. 또한, 수질오염에 대한 규제가 강화되어 수질오염 방지 및 하수처리 효율 향상을 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 하수처리 효율을 향상시키는 방법 중 하나는 수처리조 내에서 용존산소량을 늘려주는 것이다. 본 연구에서는 용존산소량을 늘려주고, 산소 발생기에서 발생되는 버블의 크기를 작게 만들 수 있는 설계 방안을 제시한다. 마이크로버블 발생노즐로 유입되는 물과 공기의 유동 형태에 따라 선회 및 충돌을 생성시켜 버블의 크기를 미세하게 만들었다. 본 해석결과에서 충돌 방식의 경우 버블의 크기는 목표치를 만족하지 못하였다. 반면 선회를 이용한 노즐에서는 $0{\sim}50{\mu}m$ 사이의 버블이 79.3%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 개발된 마이크로버블 발생노즐은 하수처리 효율을 증대시킬 수 있을 것이다.

Keywords

References

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