본 연구에서는 직접 접촉식 막증류 공정에서 운전인자에 따른 담수 투과량과 열효율을 예측하기 위해 열 및 물질전달 방정식을 이용하여 1차원 해석모델을 개발하였다. 이 해석모델의 타당성을 검증하기 위해 해석모델 결과와 기존 연구자들에 의해 수행된 실험 결과를 비교하였고 만족할 만한 결과를 얻었다. 이를 통해 DCMD 모듈에서 염수와 증류수의 입구온도 및 입구속도가 담수 투과량 및 열효율에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 염수의 입구온도와 입구속도가 증류수의 입구온도와 입구속도보다 담수 투과량과 열효율 증가에 미치는 영향이 크기 때문에 지배적인 운전특성이라는 것을 알 수 있었다. 염수의 입구온도가 $60^{\circ}C$에서 $95^{\circ}C$로 증가할 때 담수 투과량이 21.22 $kg/m^2h$에서 71.26 $kg/m^2h$로 3.4배 증가하였고 열효율은 0.556에서 0.765로 37.5% 증가하였다. 한편, 염수의 입구속도가 60에서 300 m/h로 증가함에 따라 담수 투과량이 27.91 $kg/m^2h$에서 36.33 $kg/m^2h$로 30% 증가하였고 열효율은 0.6에서 0.646로 7.5% 증가함을 알 수 있었다.
에디 공분산 방법은 생태계와 대기간의 질량과 에너지 교환을 측정하는데 널리 사용되고 있다. 이 방법은 다른 미기상학적 방법과는 달리 많은 가정을 필요로 하지 않는 직접 측정으로서, 스칼라의 농도 변화를 측정하기 위해 고속 반응의 개회로 또는 폐회로 기기를 필요로 한다. 후자를 사용할 경우, 흡입된 공기가 관을 통과하면서 스칼라의 농도 변동의 감쇠가 일어난다. 이러한 관 감쇠 효과는 측정하고자 하는 난류 플럭스를 과소 평가하게 한다. 난류 흐름의 감쇠 효과를 정량화하기 위해서 개회로 기기와 폐회로 기기로 측정된 수증기 농도를 각각 분석하였다. 통계적 분석에 의하면, 폐회로 기기에서 얻어진 스펙트럼이 0.5 Hz 이상의 영역에서 개회로 기기에서 얻어진 스펙트럼과 서로 다름을 보였다. 낮에는 관 감쇠에 의한 수증기 플럭스의 손실이 5% 이내였으나, 밤에는 풍속이 작고, 난류의 강도가 약하여 플럭스 손실이 상대적으로 크게 나타났다. 이론적으로 계산된 플럭스 손실은 관측 결과와 고주파수 영역에서 약간의 차이를 보였는데, 이것은 수증기가 관의 벽과 상호 작용하면서 플럭스 측정에 영향을 주었기 때문인 것으로 추정된다. 결론적으로, 개회로나 폐회로기기 모두 5% 오차 내에서 수증기 플럭스 관측에 사용할 수 있다. 그러나 대기가 안정할 때는 플럭스 산출시 고주파수에서의 영향을 신중히 고려해 주어야 한다.
The diurnal changes of the stomatal conductance, transpiration and leaf water potential were measured in order to assess the water relations characteristics of Pueraria thunbergiana in August of 1995 and 1996. The results showed two different responses depending on the duration of rainless days. The microclimatic conditions were highly stressful on 2 August. Daily maximum temperature reached to $39.0{\circ}C$ and vapor pressure deficit was 3.55 KPa. During this time the leaf water potential decreased to -1.02 MPa and a marked reduction of stomatal conductance was shown. However, on 15 August the stomatal conductance increased with increment of photon flux density, and transpiration was highly maintained during the day time. Minimum leaf water potential was only -0.47 MPa in spite of high transpiration rate. Furthermore, on 15 August reduced leaf water potential during the day time was recovered rapidly with decrease of photon flux density, whereas recovery of leaf water potential on 2 August was delayed. However, reduced leaf water potential on 2 August was recovered untile the next dawn. Osmotic potential at turgor loss point of Pueraria thunbergiana on 2, 3 and 15 August was -1.79, -1.70 and -1.60 MPa, respectively. The vapor pressure deficit is more contributive to the regulation of stomatal conductance than leaf water potential.
Park, Jae-Hong;Seo, Moo-Gyo;Lee, Ki-Baik;Kim, Young-Soo
International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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제10권3호
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pp.129-137
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2002
In this study, evaporation pressure drop experiments were conducted with two types of plate and shell heat exchangers (P&SHE) using R-22. An experimental refrigerant loop has been established to measure the evaporation pressure drop of R-22 in a vertical P&SHE. The flow channels were formed by stacking three plates having a corrugated channel of a chevron angle of 45 dog. The R-22 flows down in one channel exchanging heat with the hot water flowing up in the other channel. The effect of the refrigerant mass flux, average heat flux, system pressure and vapor quality were explored in detail. During the experiment, the quality change between the inlet and outlet of the refrigerant channel ranges from 0.03 to 0.15. The present data showed that two types of P&SHE have similar trends. The pressure drop in-creases with the vapor quality for both types of P&SHE. At a higher mass flux, the Pressure drop is higher for the entire range of the vapor quality. Also, the increase in the average heat flux increases the pressure drop. Finally, at a higher system pressure, the pressure drop is found to be slightly lower compared to the lower system pressure.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제25권6호
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pp.1220-1227
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2001
The condensation pressure drop fur refrigerant R-22 flowing in the plate and shell heat exchanger were investigated experimentally in this study. Two vertical counterflow channels were formed in the exchanger by three plates of commercial geometry with a corrugated trapezoid shape of a chevron angel of $45^{\circ}$. The condensing R-22 flowing down in one channel exchanges heat with the cold water flowing up in the other channel. The effects of the mean vapor quality, mass flux, average imposed heat flux and system pressure of R-22 on the pressure drop were explored in detail. The quality change of R-22 between the inlet and outlet of the refrigerant channel ranges from 0.03 to 0.05. The present data showed that pressure drop increases with the vapor quality. At a higher mass flux, pressure drop is higher for the entire range of the vapor quality. Also, a rise in the average imposed heat flux causes an slight increase in the Pressure drop. Finally, at a higher system pressure the pressure drop is found to be slightly lower. Correlation is also provided for the measured pressure drops in terms of the friction factor.
In this study, evaporation pressure drop experiments were conducted with two types of plate and shell heat exchangers (P&SHE) using R-22. An experimental refrigerant loop has been established to measure the evaporation pressure drop of R-22 in a vertical P&SHE. The flow channels were formed by adding three plates having a corrugated channel of a chevron angle of $45^{\circ}$. The R-22 flows down in one channel exchanging heat with the hot water flowing up in the other channel. The effect of the refrigerant mass flux, average heat flux, system pressure and vapor quality were explored in detail. During the experiment, the quality change between the inlet and outlet of the refrigerant channel ranges from 0.03 to 0.15. The present data showed that two types of P&SHE have similar trends. The pressure drop increases with the vapor quality for both types of P&SHE. At a higher mass flux, the pressure drop is higher for the entire range of the vapor quality. Also, the increase in the average heat flux increases the pressure drop. Finally, at a higher system pressure, the pressure drop is found to be slightly lower.
Kim, Ho-Young;Kwon, Hyuk-Sung;Hwang, Dae-Hyun;Kim, Yongchan
Journal of Mechanical Science and Technology
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제15권7호
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pp.921-930
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2001
A new theoretical critical heat flux (CHF) model was developed for the forced convective flow boiling at high pressure, high mass velocity, and low quality. The present model for an intermittent vapor blanket was basically derived from the sublayer dryout theory without including any empirical constant. The vapor blanket velocity was estimated by an axial force balance, and the thickness of vapor blanket was determined by a radial force balance for the Marangoni force and lift force. Based on the comparison of the predicted CHF with the experimental data taken from previous studies, the present CHF model showed satisfactory results with reasonable accuracy.
In the one-dimensional thermal-hydraulic (TH) codes, a subcooled boiling model to predict the void fraction profiles in a vertical channel consists of wall heat flux partitioning, the vapor condensation rate, the bubbly-to-slug flow transition criterion, and drift-flux models. Model performance has been investigated in detail, and necessary refinements have been incorporated into the Safety and Performance Analysis Code (SPACE) developed by the Korean nuclear industry for the safety analysis of pressurized water reactors (PWRs). The necessary refinements to models related to pumping factor, net vapor generation (NVG), vapor condensation, and drift-flux velocity were investigated in this study. In particular, a new NVG empirical correlation was also developed using artificial neural network (ANN) techniques. Simulations of a series of subcooled flow boiling experiments at pressures ranging from 1 to 149.9 bar were performed with the refined SPACE code, and reasonable agreement with the experimental data for the void fraction in the vertical channel was obtained. From the root-mean-square (RMS) error analysis for the predicted void fraction in the subcooled boiling region, the results with the refined SPACE code produce the best predictions for the entire pressure range compared to those using the original SPACE and RELAP5 codes.
높은 선택도와 투과도를 가진 분리막이 요구되지만 선택도가 높은 막은 투과도가 낮은 것이 일반적이다. 본 연구에서는 적절한 선택도를 유지하면서 높은 투과도를 갖는 분리막을 제조하기 위하여 다공성 알루미나막을 실란커플링제로 코팅하였다. 코팅된막에 대한 물의 접촉각은 90$^{\circ}$ 이상이었으며, 큰 소수성을 가짐을 의미하기 때문에 에탄올, 이소프로판올, 부탄을 수용액의 농축을 위한 증기투과실험을 수행하였다. 공급액중의 알코을 농도가 증가함에 따라 투과도가 증가하였으며, 이는 물에 비하여 코팅된 막에 대한 에탄올, 이소프로판올, 부탄올의 친화도가 크기 때문으로 판단된다. 코팅된 알루미나막의 투과도는 고분자막의 투과도에 비하여 20~1000배로 크게 나타났다.
수분이 복합재를 통하여 투과되는 정도를 고찰하기 위하여 $20^{\cire}C$, 90%RH의 온/습도를 유지하는 수조를 제작하였고, 이 수조내에 보관한 복합재 연소관의 실린더 벽면으로 투과되는 습기를 측정하기 위하여 연소관 내에 습도 센서를 투입하여 상대습도를 직접 측정하였다. 습기의 투과는 내부에 라이너/인슬레이션이 피복 되거나 또는 추진제가 충전된 경우 많은 감소효과를 보였다. Epoxy filament winding으로 제조된 순수 복합재 연소관의 경우 수조에 넣고 평형에 도달한 후로부터 약 8개월 간의 습기 투과 상태를 볼 때 벽면을 통하여 들어가는 water vapor flux는 $20^{\cire}C$, 90%RH에서 평균적으로 2.88${\times}$$10^{-9}$g/$\textrm{m}^2$sec로 나타났다. 이때 습기가 투과되는 연소관의 국지점을 평판으로 가정하고 Fick's law를 이용하여 구한 습기에 대한 복합재의 확산계수는 D=7.98${\times}$$10^{-7}$$\textrm{mm}^2$/sec 였다. 밀폐된 장치 내의 습도 변화를 직접 측정하는 본 시험 방법은 실린더 형태 및 밀폐된 용기를 이루는 곡면형 재료의 환경에 따른 습기 투과량 및 재료의 확산 계수 측정에 유용할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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