• Title/Summary/Keyword: 응집특성

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A Framework for Modeling Size Distribution of Suspended Sediment - Cohesive Sediment (점착성 유사의 분포 모형 개발을 위한 Framework)

  • Son, Minwoo;Byun, Jisun;Park, Byeoungeun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.249-249
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    • 2019
  • 하천에서 하상과의 접촉 없이 부유 상태로 이동하는 유사는 부유사로 정의된다. 부유사의 이동은 유사 입자의 침강 속도와 난류의 섭동 성분에 따라 결정된다. 실제 하천에서 부유사는 단일 크기가 아닌 여러 크기의 유사 입자가 혼재된 상태로 존재하는데, 유사의 이동을 보다 정확히 이해하기 위해서는 침강 속도를 결정하는 유사 입자 크기의 분포에 대한 이해가 요구된다. 진흙과 같은 점착성 유사의 경우에는 모래와 같은 비점착성 유사와는 달리 입도 분포를 구성하는 유사 입자의 크기가 끊임없이 변화한다. 이러한 유사의 특성 변화는 유사 알갱이 표면의 전자기적 점착력으로 인한 응집 현상(Flocculation Process)에서 기인한다. 응집 현상으로 인해 점착성 유사는 물과 유사 입자의 덩어리인 플럭(Floc)을 형성하며, 플럭의 특성은 지속적으로 변화한다. 따라서 점착성 유사의 이동을 이해하기 위해서는 흐름 특성 및 입도 분포뿐만 아니라 플럭의 응집 현상에 관한 이해가 함께 이루어져야함을 알 수 있다. 본 연구에서는 플럭의 응집 현상으로 인한 크기 변화와 입도 분포를 이해하기 위한 모형 개발의 방법론을 제시하고자 한다. 입도 분포 모형의 개발을 위해 추계학적 접근법이 이용되며, 추계학적 접근법을 이용하여 수치 실험을 수행하기 위해 몬테-카를로 방법이 적용되었다. 입도 분포 모형과 유사 이동 모형의 결합을 통해 흐름 내 부유 상태로 이동하는 점착성 유사 입도 분포에 관한 수치 모형 개발이 가능하다.

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Study on the relationship between Kolmogorov Length Scale and Floc Size Distribution (플럭의 입도분포와 난류 길이규모와의 상관관계)

  • Byun, Jisun;Son, Minwoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.307-307
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    • 2020
  • 하천에서 하상과의 접촉 없이 부유 상태로 이동하는 유사는 부유사로 정의된다. 부유사의 이동은 유사 입자의 침강 속도와 난류의 섭동 성분에 따라 결정된다. 실제 하천에서 부유사는 단일 크기가 아닌 여러 크기의 유사 입자가 혼재된 상태로 존재하는데, 유사의 이동을 보다 정확히 이해하기 위해서는 침강 속도를 결정하는 유사 입자 크기의 분포에 대한 이해가 요구된다. 진흙과 같은 점착성 유사의 경우에는 모래와 같은 비점착성 유사와는 달리 입도 분포를 구성하는 유사 입자의 크기가 끊임없이 변화한다. 이러한 유사의 특성 변화는 유사 알갱이 표면의 전자기적 점착력으로 인한 응집 현상(Flocculation Process)에서 기인한다. 응집 현상으로 인해 점착성 유사는 물과 유사 입자의 덩어리인 플럭(Floc)을 형성하며, 플럭의 특성은 지속적으로 변화한다. 따라서 점착성 유사의 이동을 이해하기 위해서는 흐름 특성 및 입도 분포뿐만 아니라 플럭의 응집 현상에 관한 이해가 함께 이루어져야함을 알 수 있다. 본 연구에서는 플럭의 응집 현상으로 인한 크기 변화와 입도 분포를 이해하기 위한 모형 개발의 방법론을 제시하고자 한다. 입도 분포 모형의 개발을 위해 추계학적 접근법이 이용되며, 추계학적 접근법을 이용하여 수치 실험을 수행하기 위해 몬테-카를로 방법이 적용되었다. 입도 분포 모형과 유사 이동 모형의 결합을 통해 흐름 내 부유 상태로 이동하는 점착성 유사 입도 분포에 관한 수치 모형 개발이 가능하다.

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Isolation, Identification, and Characterization of Microorganisms which Possess the Flocculating Activity to Food Wastewater (음식물류폐수에 특이적 응집제를 생성하는 미생물의 분리, 동정 및 응집특성)

  • Chung, Myung-Hee;Chung, Doo-Young;Kim, Young-Jun
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.15 no.4
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    • pp.125-130
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    • 2007
  • Six bacteria, which showed the flocculating activity to food wastewater, were isolated from various environment. These strains were identified as Bacillus pumilus, Enterobacter sp., Pantotea agglomerans, Bacillus licheniformis, and two Bacillus sps. Among them, the flocculating activities of three strains, such as Enterobacter sp.(YK102), Bacillus sp.(YK103), and Pantotea agglomerans (YK104), were eight times or more higher than that of the control strain, Zoogloea ramigera. in the test with 0.5% kaolin. In the experiment with food wastewater, Enterobacter sp.(YK102) showed the highest flocculating activity which was 2.5 times higher than that of a control strain, Pseudomonas fluorescens.

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A Study on Solid-liquid Separation of Swine Wastewater Using Coagulation and Dissolved Air Flotation (응집침전 및 부상분리에 의한 돈사폐수의 고액분리에 관한 연구)

  • Kim, Jong-Oh;Jeong, Seong-Uk
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • v.12 no.2
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    • pp.101-109
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    • 2004
  • In this study, the solid-liquid separation characteristics of swine wastewater were investigated for the coagulation and dissolved air flotation (DAF). Coagulation characteristics were studied using jar-tester with the different coagulants and dosage amounts. DAF characteristics were also investigated in terms of the different flotation conditions with the raw swine wastewater, pH adjustment only, and adding coagulants. When the raw swine wastewater was coagulated with the only inorganic coagulants, the proper inorganic coagulants were founded as $FeCl_3$ > PAC > Alum orderly, and the optimal coagulant dosages were founded as $1,000mg/{\ell}$, $1,500mg/{\ell}$, $1,500mg/{\ell}$, respectively. As the raw swine wastewater was treated with the polymer coagulants, the only cationic polymer coagulant showed an effective coagulation and the optimal dosage of cationic coagulant was founded as $200mg/{\ell}$. When the different dosages of cationic polymer was added to each $500mg/{\ell}$ of the inorganic coagulants, the proper inorganic coagulants were founded as $FeCl_3$ > Alum > PAC orderly, and optimal cationic polymer dosages was founded as $25mg/{\ell}$, $25mg/{\ell}$, and $100mg/{\ell}$, respectively. Resulting from the raw swine wastewater experiments using DAF without coagulation, the proper operation conditions of DAF were set to 400% of recycling ratio, 4 atm in air dissolving tank, and under pH 3. But the raw swine wastewater was difficult to successfully operate DAF without pre-coagulation. While the DAF separation after pre-coagulation using inorganic coagulants was not accomplished due to the low intensity of the floc, DAF after pre-coagulation using both the inorganic and cationic polymer coagulants was accomplished very well. Optimal dosage of cationic polymer coagulant in case of $500mg/{\ell}$ Alum dosage was founded as $500mg/{\ell}$.

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Theoretical Analysis of Heat Pipe Thermal Performance According to Nanofluid Properties (나노유체 특성에 따른 히트파이프 성능해석)

  • Lim, Seung Min
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.39 no.7
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    • pp.599-607
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    • 2015
  • In this study, we theoretically investigate the thermal performances of heat pipes that have different nano-fluid properties. Two different types of nano-particles have been used: $Al_2O_3$ and CuO. The thermal performances of the heat pipes are observed for varying nano-particle aggregations and volume fractions. Both the viscosity and the conductivity increase as the volume fraction and the aggregation increase, respectively. Increasing the volume fraction helps increase the capillary limit in the well-dispersed condition. Whereas, the capillary limit is decreased under the aggregate condition, when the volume fraction increases. The dependence of the heat pipe thermal resistance on the volume fraction, aggregation, and conductivity of the nano-particles is analyzed. The maximum thermal transfer of the heat pipe is highly dependent on the volume fraction because of the high permeability of the heat pipe. For the proposed heat pipe, the optimum volume fraction of the nano-particle can be seen through 3D graphics.

Experimental Study on the Agglomeration Characteristics of Coal and Silica Sand by addition of KOH (KOH 첨가에 의한 석탄 및 유동사의 응집특성에 대한 실험적 연구)

  • Cho, Cheonhyeon;Gil, Eunji;Lee, Uendo;Lee, Yongwoon;Kim, Seongil;Yang, Won;Moon, Jihwan;Ahn, Seokgi;Jung, Sungmook;Jeong, Soohwa
    • Clean Technology
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    • v.28 no.1
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    • pp.46-53
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    • 2022
  • The agglomeration characteristics of coal and silica sand were investigated under various conditions using mixed samples consisting of coal, silica sand, and potassium hydroxide, which is an agglomeration accelerator. The samples were prepared by either physically mixing or using aqueous solutions. The experiments using the physically mixed powder samples were performed with a two hour reaction time. The results showed that the number of aggregates generated increased as the reaction temperature and the total potassium content increased. The experiments using aqueous solutions were performed at 880 ℃, which is the operating temperature of a fluidized bed boiler, and at 980 ℃, which assumes a local hot spot. The amount of agglomeration generated as the reaction time increased and the total potassium content increased was identified. In the experiment performed at 880 ℃, the amount of aggregate generated clearly increased with the reaction time, and in the experiment performed at 980 ℃, assuming a local hot spot, a large amount of aggregate was generated in a relatively short time. The aggregates became harder as the potassium content increased. When the total potassium content was less than 1.37 wt.%, the aggregates were weak at both temperatures and collapsed even with a slight impact. Additionally, the surface characteristics of the silica sand and ash aggregates were observed by SEM-EDS analysis. The analysis revealed a large amount of potassium at the bonding sites. This result indicates that there is a high possibility of aggregation in the form of a eutectic compound when the alkali component is increased.

Size Distribution of Suspended Cohesive Sediment (점착성 유사의 입도분포 특성 분석)

  • Son, Minwoo;Park, Byeoung Eun;Byun, Jisun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.246-246
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    • 2019
  • 점착성 유사는 비점착성 유사보다 작은 입자 크기를 가지며 전자기적 점착력에 의해 연속적인 응집과 파괴의 과정인 응집현상을 겪는다. 응집현상에 의해 생긴 유사 덩어리를 플럭(Floc)이라고 하며 유사의 응집현상은 점착성 유사가 가지는 입자 크기, 침강속도, 밀도를 변화시킨다. 유사의 이동은 크기, 침강속도, 밀도에 영향을 받는다. 따라서 점착성 유사의 여러 특성에 관여하는 입자의 크기에 대한 충분한 이해는 점착성 유사의 이동을 파악하는 데에 필수적이다. 본 연구에서는 점착성 유사의 여러 특성 중, 입자 크기 분포에 대한 특성을 분석하는 것을 수행하였다. 일반적으로 점착성 유사의 연구에서 입도 분포는 Log-normal 분포로 가정하여 사용되고 있다. 그러나 그 적합성에 대해서는 검증된 바가 없다. 따라서 과거 연구에서 조사된 점착성 유사의 입도 분포 자료를 현장에서 측정된 자료와 실험실에서 측정된 자료로 나누어 수집한 후, 표본에 통계학적인 방법인 적합도 검정을 사용하여 실제 어떠한 분포를 모사하는지 살펴보았다. 적합도 검정은 Kolmogorov- Smirnov (K-S)검정을 이용하였으며 K-S 검정의 결과가 유의수준 5%를 통과하는 경우 가정된 분포가 실제 표본을 잘 모사하는 것으로 판단하였다. 적합도 검정 결과, 점착성 유사의 입도 분포는 현장 실험과 실험실 실험에서 다른 특징을 나타내었다. 현장 실험의 경우 입도 분포의 형태가 지수 분포의 형태를 나타내는 경우가 많았으며 Gamma 분포가 우수하게 모사하였다. 실험실 실험의 입도 분포는 일반적인 양의 왜곡도를 가지는 분포를 그렸으며 GEV 분포와 Gamma 분포가 우수하게 모사하였다. 두 경우 모두 Log-normal 분포가 적합하다고 판단되는 경우는 많지 않았다. 그러나 Log-normal 분포에 위치 매개변수를 추가하여 3 매개변수의 분포로 모사한 경우 유의수준 5%를 통과하는 경우가 크게 증가하였다. 향후에는 점착성 유사의 입도 분포를 모사하고 사용함에 있어 Log-normal 분포를 무조건적으로 이용하는 것은 지양해야할 것으로 판단된다. 2 매개변수의 분포를 점착성 유사의 입도분포로 사용할 경우, Gamma 분포를 추천하며, 기존에 사용되던 Log-normal 분포를 사용할 경우 위치 매개변수를 추가하여 3 매개변수의 Log-normal 분포를 이용할 것을 추천한다. 또한 점착성 유사의 입도를 모사하는 분포를 개발하여 사용한다면 점착성 유사의 이동과 특성을 연구할 때 가장 중요한 크기 특성에 대한 많은 정보를 제공할 수 있다고 판단된다.

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