• 에너지공학
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• 제9권1호
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• pp.28-36
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• 2000

태양열 시스템에 사용되는 간접접촉을 열교환기는 열전달률감소, 부식, 스케일링 등의 문제에 기인하는 단점을 갖고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 직접접촉 열교환기의 사용이 제안된다. 본 연구에서는 직접접촉 열교환기로서 분사칼럼이 도입되었다. 열전달률을 증가기키기위하여 작동유체는 연속유체와의 접촉면적을 증가시키기위하여 칼럼내에서 작고 균일한 방울들로 분산된다. 또한 작고 균일한 방울들로 만들기 위하여 열교환기 칼럼내에서 메쉬가 설치되었다. 디에틸 프탈레이트(Diethyl Pthalate , 밀도 : 1,052g/㎤)가 작동유체로 사용되었고, 메쉬가 있는 경우와 없는 경우로 비교 실험되었다. 실험중 칼럼의 길이방향으로 온도측정을 하였고, 두 유체간의 직접접촉 열교환 메카니즘을 알기 위하여 방울의 사진을 통하여 분석하였다. 방울이 제트형태로 형성될 때 방울은 작고 균일하였다. 한편 방울형태로 형성될 때는 크고 불균일하게 관찰되었으나 , 메쉬를 통해 칼럼내에서 효과적으로 작고 균일한 방울들로 되었다.

• 설비공학논문집
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• 제12권8호
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• pp.735-744
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• 2000

In order to define the heat transfer characteristics in a spray column direct contact heat exchanger, the development of a multidimensional numerical model and computational algorithm is essential to analyze the inherent multidimensional characteristics of a direct contact heat exchanger. In the present study, it has been carried out numerical calculations using a two-dimensional model for operation of a direct contact heat exchanger. Such operational and system parameters as the injection velocity, void fraction, aspect ratio and injection temperature of each fluid are examined thoroughly to assess their influence on the performance of a spray column. Analyzed results has shown that our two-dimensional model predicts the heat transfer phenomena well in a spray column.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.8-17
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• 2006

현장비원위치(Ex-situ) 공법 적용이 불가능한 부지에서, 디젤로 오염된 오염 토양과 지하수를 동시에 복원하기 위하여 과산화수소를 이용한 현장원위치 화학적 산화법(chemical oxidation)과 공기분사법(air-sparging)을 연계한 복합 복원 공정의 정화 효율 규명을 위한 실내 실험을 실시하였다. TPH 농도가 2,401 mg/kg(A 토양)과 9,551 mg/kg(B 토양)인 두 종류의 현장 오염 토양을 대상으로 과산화수소용액을 이용한 화학적 산화법의 디젤 제거 효율 규명을 위한 배치(회분식) 실험 결과, 과산화수소 50% 용액에 의해 토양 초기 TPH 농도의 18%와 15%까지 감소하였다. 과산화수소 용액 20%를 이용한 칼럼 세정 실험 결과, 세정에 의해서 A 토양과 B 토양의 경우 각각 초기 TPH 양의 78%와 72%가 제거되었다. 칼럼 실험에서 과산화수소의 산화반응에 의해 완전 분해되어 무기가스상(주로 $CO_2$과 $H_2O$)으로 제거된 양까지 고려한다면, 과산화수소용액이 오염 토양과 접촉하면서 충분한 산화과정을 거쳐 대부분의 유류가 토양으로부터 제거되었음을 알 수 있었다. 공기분사법을 이용한 디젤 오염 지하수 정화 실험의 경우, TPH 농도가 820 mg/L인 고농도의 인공 지하수 경우에도 공기분사 72시간 이내에 폐수배출허용기준인 5 mg/L 보다 낮아져, 디젤 제거 효율이 매우 높은 것으로 나타났다. 다만, 오염 토양 내 다량의 디젤 자유상이 존재하는 경우 토양으로부터 지하수로의 지속적인 자유상 디젤의 질량 이동에 의하여, 공기분사법의 지하수 정화 효율은 매우 낮았다. 마지막으로, 과산화수소를 이용한 현장원위치 화학적 산화법과 공기분사법을 연계한 복합 공정의 디젤 정화 효율을 규명하는 박스 실험을 실시하였다. 토양 내 자유상 디젤을 먼저 제거하기 위해 과산화수소 용액을 이용한 토양세정법을 실시한 후, 토양 내 TPH가 제거 되는 정도에 따라 후차적으로 공기분사법을 적용함으로써 토양 및 지하수로부터 디젤을 효과적으로 제거할 수 있었다. 20% 과산화수소 용액의 23 L 세정과 2,160 L의 공기분사에 의해 토양의 TPH 농도는 9,551 mg/kg에서 390 mg/kg으로 낮아졌으며, 오염 지하수의 TPH 농도도 5 mg/L 이하로 낮출 수 있었다. 본 실험들에서 얻어진 결과를 바탕으로 실제 현장에서 대단위 공정을 운영하는데 필요한 복원 공정의 최적 조건들을 도출해 낼 수 있으리라 판단되며, 유류로 오염된 토양 뿐 아니라 오염 지하수까지 동시에 정화할 수 있는 복합 공정 개발을 위한 중요한 기술 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 설비공학논문집
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• 제3권3호
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• pp.153-160
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• 1991

Heat transfer characteristics of a direct contact heat exchanger utilizing sieve trays and spray nozzles for steam condensation for the purpose of combining with a LNG evaporator have been investigated with various cooling water flow rates and different vacuum pressures within the heat exchanger for the purpose of steam condensation. Temperature profiles and the volumetric overall heat transfer coefficients in a direct contact heat exchanger have been obtained for comparisons. The results show that the temperature differences between cooling water and steam along the direct contact heat exchanger height are rapidly decreasing and the volumetric overall heat transfer coefficients of the exchanger improves greatly as the inside vacuum pressure increases. The values of the overall heat transfer coefficients at P=-680mmHg have been increased significantly compared with at atmospheric pressure. At given pressure conditions, it is found that the values of average volumetric overall heat transfer coefficients for the sieve tray are found to be approximately 10% higher than those of the spray nozzle.

• 설비공학논문집
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• 제3권1호
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• pp.1-10
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• 1991

The purpose of this study is to lay groundwork for a complete analysis of two component flow by analyzing a single component flow made of continuous fluid without dispersed phase. In order to achieve uniform velocity distributions which are desirable in designing an optimum spray column direct contact heat exchanger, the influence of injection nozzle orientation has been investigated for axial and radial injections. The results that radial injection ensures more uniform velocity distributions compared to the axial case. The flow characteristics in a spray column have been investigated with various L/D values and inlet velocities, the most uniform internal velocity distributions have been obtained for the case of L/D=10 and 0.1m/sec. In the present investigation, it is shown that radial injection method for the continuous flow is advantageous in obtaining desirable uniform velocity distributions in a spray column. It is also found that as the value of L/D increases and the inlet velocity decreases, the flow improves to be better uniform velocity distributions.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권12호
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• pp.3276-3286
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• 1994

In most direct contact liquid-liquid heat exchangers, oil or hydrocarbon with a density less than water is normally used as dispersed working fluid. The main difficulty that arises with this arrangement lies in the control of the interface at the top of the column. When it is connected with a solar collector which uses water as its working fluid, the main difficulties arise from the fact that the water can be frozen during winter time. In order to solve these problems and to demonstrate the technical feasibility of a direct contact liquid-liquid heat exchanger, liquids heavier than water with low freezing temperature has been utilized as dispersed phase liquids in a small laboratory scale model made of pyrex glass. In the present investigation, dimethyl phthalate(C/sub 6/H/sub 4/)COOCH/sub 3/)/sub 2/) and diethyl phthalate (C/sub 6/H/sub 4/(CO/sub 2/C/sub 2/H/sub 5/)/sub 2/) are utilized as heavy dispersed phase working fluids. The results of the present investigation the technical in the utilization of heavier dispersed working liquid in the spray-column liquid-liquid heat exchanger for a solar system. The overall average temperature difference along the column is found to be almost half of the initial temperature difference between the dispersed and the continuous phase. Despite the fact that the two phthalates tested in the experiment differ significantly in some of their physical properties, the volumetric heat transfer coefficients in terms of dispersed fluid superficial velocities were found to be similar for both phthalates tested.