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직접접촉방식 막 증류에서 열전달 및 물질전달 해석

전문가 제언: ○ 이 연구의 목적은 직접접촉 막 증류(DCMD)에서 열전달의 상세한 해석을 제공하는 것이다. 하나의 수학적 모델이 열 경계층의 열전달계수, 막/액체 경계온도, 온도분극 효과, 막 질량전달계수 그리고 증발효율의 실험치를 평가하기 위하여 제의되었다. 이 모델은 MATLBR를 사용하여 수치 해석적으로 풀었다. 그것은 공급수 용액의 입구/출구 온도 그리고 질량플럭스의 실험적 관찰에 근거한다.

○ 얻은 결과는 총 열전달량에 대한 질량전달 기여는 단지 막 영역에서만 중요하고, 반면에 공급수 측과 투과 측 경계층에서는 무시할 수 있다는 것이다. 막의 전도 열전달 계수는 시행착오 과정을 사용하여 평가하였다. 경계층 열전달계수에 대한 공급온도의 효과, 온도 분극효과, 증발효율, 막 전도 열전달계수, 막 질량전달계수 그리고 투과 플럭스를 나타내었고 명확히 논의하였다.

○ 막 증류법(또는 투과 기화법)은 기체와 증기를 투과시키지만 액체는 통과시키지 않는 투과 기화법을 이용하는 막 분리기술로 증기압에 차가 있는 2개의 액체 사이에 이 막을 두면 증기압이 높은 쪽의 액체로부터 증발한 증기가 막의 구멍을 투과해 다른 쪽의 액체 표면에 응축한다. 이 기술은 담수화 공정, 염료, 염색폐수 처리를 위한 분리막 기술, 증류탑이 필요 없는 혼합물 분리막 등으로 개발되어 사용되고 있다.

○ 이 연구는 직접 접촉하는 막 증류(Direct Contact Membrane Distillation, DCMD)에서 대류열전달의 기본 식을 사용하여 실험과 수치해석을 수행하고 있다. 프로그램 MATLBR 과 폴리테트라플루오로에틸렌(polyterafluoroethlene, PTFE) 재료가 준비되면, 속도와 온도 분포에 대한 논의를 제외하면 충분히 수행할 수 있는 연구로 생각된다.

저자: M. Qaishat, T. Matsuura, B. Kruczek, M. Khayet
자료유형: 학술정보