• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.304-309
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• 2012

동력학적 기체유출방법(dynamic gas disengagement method)과 이중전기저항 탐침방법(dual electrical resistivity probe method)을 동시에 사용하여 기포탑에서 큰 기포와 작은 기포의 크기를 구별하였다. 기포탑의 일정한 운전조건에서 기포탑 내부에 체류하는 큰 기포와 작은 기포의 체류량은, 기포탑에 유입되는 기체의 유입을 차단한 후 시간의 흐름에 따른 기포탑 내부의 압력강하 변화를 측정하여 동력학적 기체유출방법에 의해 측정하였다. 기포의 크기와 빈도수는 동력학적 기체유출방법에 의해 큰 기포와 작은 기포의 체류량을 측정하는 동일한 운전조건에서 측정하였으며 이들 자료들로부터 기포의 크기에 따른 기포의 체류량을 결정하였다. 기포탑에서 큰 기포와 작은 기포의 크기결정은 동력학적 기체유출방법에 의해 얻은 큰 기포와 작은 기포의 체류량과 이중전기저항 탐침법에 의해 구한 크기의 범위를 아는 기포들의 체류량을 비교하여 결정하였다. 여과된 압축 공기와 물을 기체상과 연속액상을 사용하였으며, 기포탑의 직경은 0.102 m이고 높이는 1.5 m이었다. 기포탑에서 큰 기포와 작은 기포의 경계 크기는 4.0~5.0 mm 이었는데, 기체의 유속이 낮은 범위에서는 큰 기포와 작은 기포의 경계 크기가 5.0 mm 정도이었으나 기체의 유속이 상대적으로 큰 범위에서는 큰 기포와 작은 기포의 경계 크기가 4.0 mm 정도가 되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제3권4호
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• pp.45-50
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• 1999

기포 펌프는 물과 공기 사이의 접촉 면적을 증가시켜 공기로부터 물로의 산소 용해를 높이는 기능을 가지고 있다. 이 연구에서는 기포 펌프에서 여러 가지 흐름 패턴을 설정하고, 이것을 근거로 하여 슬립모델을 확립하여, 기포 펌프의 산소 용해 특성을 조사하였다. 이 연구에서 수행한 실험 결과로부터, 산소 전달 계수는 흐름 패턴(기포 흐름, 기포-슬러그 흐름, 슬러그 흐름)에는 상당한 영향을 받았으나, 시료수의 오염 정도에 따른 영향은 그다지 크지 않음을 확인하였다. 그리고, 산소 전달양은 레이놀즈 수에 비례하여 증가하며, 산소 전달면을 증가시키기 위해서는 에어 스톤이나 디퓨저의 이용이 매우 효과적임을 확인하였다. 또한, 표면 활성 물질은 물의 오염 정도나 흐름 패턴에 관계없이 산소 전달에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권3호
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• pp.37-43
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• 2012

감온액정을 추적입자로 사용한 PIV(Particle Image Velocimetry)법이 온도장을 정량적으로 가시화하기 위하여 사용되었다. 이 방법은 전체 유동장과 온도장을 동시에 계측할 수 있는 방법이지만, 온도장의 온도는 온도에 따라 변화되는 액정의 색을 정량적 온도 값으로 변환시켜야한다. 따라서 본 연구에서는 감온액정에 의한 온도장의 광학적 정보를 정량적 온도로 변환시키는 신경회로망 보정기법을 개발하여 그 타당성을 검토한 후, 수직온도구배를 가진 액체의 기포에 의한 대류유동에 적용하여 기포에 의한 온도혼합과정을 정량적으로 가시화하고자 한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1196-1200
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• 2004

Micropump is very useful component in micro/nano fluidics and bioMEMS applications. In this study, a bubble-powered micropump was fabricated and tested. The micropump consists of two-parallel micro line heaters, a pair of nozzle-diffuser flow controller and a 1 mm in diameter, 400 ${\mu}m$ in depth pumping chamber. The two-parallel micro line heaters with 20 ${\mu}m-width$ and 200 ${\mu}m-length$ were fabricated to be embedded in the silicon dioxide layer of a wafer which serves as a base plate for the micropump. The pumping chamber, the pair of nozzle-diffuser unit and microchannels including the liquid inlet and outlet port were fabricated by etching through another silicon wafer. A glass wafer (thickness of $525{\pm}15$ ${\mu}m$) having two holes of inlet and outlet ports of liquid serve as upper plate of the pump. Finally the silicon wafer of the base plate, the silicon wafer of pumping chamber and the glass wafer were aligned and bonded (Si-Si bonding and anodic bonding). A sequential photograph of bubble nucleation, growth and collapse was visualized by CCD camera. Clearly liquid flow through the nozzle during the period of bubble growth and slight back flow of liquid at the end of collapsing period can be seen. The mass flow rate was found to be dependent on the duty ratio and the operation frequency. As duty ratio increases, flow rate decreases gradually when the duty ratio exceeds 60%. Also as the operation frequency increases, the flow rate of the micropump decreases slightly.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.605-610
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• 2011

내경이 0.105 m이고 높이가 2.5 m인 삼상(기체-액체-고체) 유동층에서 상대적으로 큰 기포와 작은 기포의 체류량 특성을 고찰하였다. 기체유속(0.01~0.07 m/s), 액체유속(0.01~0.07 m/s) 그리고 입자크기($0.5{\sim}3.0{\times}10^{-3}m$)가 상대적으로 큰 기포와 작은 기포의 체류량에 미치는 영향을 검토하였다. 삼상 유동층에서 이들 두 종류 기포들의 체류량은 동력학적 기체 유출 방법(Dynamic gas disengagement method)에 의해 측정된 각각 기포들에 의한 압력강하 정보로부터 정압강하법(static pressure drop method)에 의해 산출되었다. 기체조절기에 의해 조절되는 건조되고 여과된 공기와 물 그리고 밀도가 2,500 $kg/m^3$인 유리구슬을 각각 기체, 액체 및 고체유동입자로 사용하였다. 삼상유동층에서 이들 두 종류의 기포, 즉 상대적으로 큰 기포와 작은 기포들은 유동층 탑에 유입되는 기체와 액체의 흐름을 정지시킨 후 경과시간에 따른 탑 내부의 압력강하를 측정함으로써 효과적으로 조사하고 분리할 수 있었다. 이들 두 종류의 기포들은 경과시간에 따라 증가하는 압력강하의 기울기가 서로 매우 다르게 나타났다. 실험결과 상대적으로 큰 기포들의 체류량은 기체의 유속이 증가함에 따라 증가하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라서는 감소하였다. 그러나, 이들 큰 기포의 체류량은 유동입자의 크기가 변화함에 따라 국부적인 최소값을 나타내었다. 상대적으로 작은 기포들의 체류량은 기체유속 또는 고체입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라서는 약간 감소하였다. 이들 두 종류 기포들의 체류량들은 각각 본 연구의 실험 범위 내에서 조작변수들의 상관식으로 나타낼 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제11권4호
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• pp.32-37
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• 2007

Regarding the need of energy in advance and the depletion of fossil fuel energy, all researches around the world now are trying to extract energy from many alternative sources especially the renewable one. Solar, ocean tidal, wind and geothermal energy are renewable energy fields which many researches are focused on. This paper explains about effort to replace electric pump used in solar water heating system by bubble pump. The utilization of bubble pump in this system is very efficient since it needs heat energy for its operation that can be obtained easily. In addition, it can also simplify the construction of the system. Bubble pump also functions as a controller to circulate water inside the system. Before the installation of bubble pump, the special quality and performance of bubble pump should be analyzed. The result got from the analysis could show the fluctuation of water flow rate occurred because it sensitively reacts to the heat quantity. Here the heat quantity is taken from the solar that, as we know, is not stable in a whole day. Problems often occurred are the flow rate in this system is very low moreover it could be stop if the pressure exceeds the limit.

• 상하수도학회지
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• 제25권5호
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• pp.659-666
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• 2011

Although DAF(Dissolved Air Flotation) has been successfully accepted for water and wastewater treatment, the fundamental characteristics of the process have not been fully investigated. Water is saturated with compressed air to dissolve the air into the water at high pressure in saturation tank. Then the water containing dissolved air is released into a floatation tank at a lower pressure, generating micro-bubbles that rise gently through the water and carry the suspended matter to the surface. This study investigated the removal of sewage using automatic mixture type DAF pump and non-powered flotation tank. Characteristics of two devices were compared and analyzed with samples. The results showed that the PAC exhibited higher performance than other coagulants. When air dosage was 2.5ml/l/min, treatment was stable in operation. In the DAF pump with a pressure of 4 atm., the average size of bubbles was 36.2${\mu}m$. Removal efficiency of SS was 80%. At this time removal efficiency of COD was about 80%, of T-N was 30% and T-P was 70% in stable operation. It was concluded that DAF pump system with micro bubble performed higher efficiencies compared to general DAF system for treating wastewater.

• 월간 기계설비
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• 통권119호
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• pp.71-83
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• 2000

점차 복잡해지고 있는 사회적 욕구를 만족시키기 위한 건물에서는 반드시 복잡한 설비가 요구되고 있고, 이러한 설비시스템 중에는 급수, 급탕 및 배수설비라고 하는 배관시스템이 없다면 기능유지에 막대한 지장을 초래할 것은 자명하다고 하겠다. 이러한 배관시스템에서는 항시 또는 일부 사용되어질 물이나 사용된 물이 흐르기 때문에 배관내부에 발생하는 스케일(scale)이나 슬라임(slime) 등은 피할 수 없는 사실인 것이다. 건축물 내에 설치된 각종 배관은 건물의 기능을 유지하고 보건위생과 직결되는 중요한 기능을 담당하고 있어 세척의 필요성이 매우 높음에도 불구하고 배관의 수명이 다할 때까지 거의 세척이 이루어지지 않고 사용되어 왔다. 이들 배관에 대한 세척은 배관의 수명연장과 관마찰 계수를 낮추어 급수의 수송동력을 절감할 수 있고, 난방관의 열전달 효과를 높여 에너지 절약 효과를 거두어 건물의 유지관리 비용 절감에 기여할 수 있음에도 적절한 세척공법이 개발되지 않고 있다. 이러한 관점에 맞추어 건물배관의 특성에 맞도록 고압 세척장치를 개발하고 이를 이용한 세척공법을 적용하고자 하였다. 즉, 배관 내에 압축공기를 주기적으로 분사하여 맥동현상이 일어나도록 하면서 기포를 발생시켜 기포가 관의 내벽에서 성장하여 파괴될 때 관내에 부착된 이물질을 제거할 수 있고, 또한 세척효과를 높이기 위하여 관의 벽면에 접촉하면서 배출되는 과정에서 이물질을 제거할 수 있도록 구조와 아울러 이들 장치를 이용한 세척방법의 적용성에 대해서 고찰하고자 한다.

• 동력기계공학회지
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• 제4권3호
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• pp.34-39
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• 2000

Performance data in the literature on air lift pumps have been based primarily on pumps of long length and large diameter (high lift pumps). Since mariculture operations involve pumps of relatively short length and small diameter, performance data are required for efficient operation. To provide such data, an experimental apparatus was designed and fabricated to test all lift pumps from 2.1 to 3.4 cm inside diameter and from 40 to 300 cm in length. Instrumentation was provided to measure water flow rate and air flow rate as well as water temperature, air temperature, and pressure throughout the system. Results from this study correlate well with high lift pump data in that, for a given pump geometry, maximum water flow occurs for a specific air flow rate. Driving the pump with air flows larger or smaller than this optimum flow rate will decrease the pumping rate. The optimum flows are significantly different for low lift pumps compared to high lift pumps. However, the pumping rate for low lift pumps approaches that for high lift pumps with increasing length.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.406-409
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• 2000

본 연구는 T시에서 다량으로 배출되고 있는 종합염색폐수의 생물학적인 처리방법을 기존의 활성슬러지조에 비해 별도의 산기장치가 없는 상태에서도 산소전달효율이 뛰어나며, 기포의 표면적이 작아 용존 되어지는 산소의 양이 많고 또한, 저동력비을 갖는 JLR를 사용하여 새로운 생물학적 처리 공정을 확립하고자 하였다. 이를 이용하여 BOD의 제거효율이 짧은 8시간의 체류시간에서도 99%에 이르는 뛰어난 유기오염원의 제거효율을 얻었다. 산업의 발달로 의식수준이 점차 높아져감에 따라 생활환경이 개선되어 다량의 난분해성 물질이 주요원인인 색도가 수질의 큰 문제점으로 대두되었는데, 이를 제거하는 방법에 있어서도 기존의 1차 응집공정의 과량의 응집제 사용으로 인한 대량의 슬러지생산과 처리비용 등에 관한 문제점을 효율이 뛰어난 활성탄 담체를 포함한 JLR로서 1차 처리함으로써 응집제의 양의 감소와 87%에 달하는 색도의 제거효율을 얻을 수 있었다. 이를 다시 2차 응집하면 약 2,300의 유입수를 150으로 94%정도의 제거효율을 얻어 수질의 향상시킬 수 있었다.