PIV 기법을 이용한 Side stream 저압막 모듈 유입구 구조개선 검증에 관한 연구

• Published in: Daehan hwan'gyeong gonghag hoeji Vol. 42; no. 3; pp. 121 - 130
• Main Authors: 이민영(Minyoung Lee), 윤석민(Sukmin Yoon), 강문선(Moon-Sun Kang), 박노석(No-Suk Park)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 대한환경공학회 01.03.2020
• Subjects: 환경공학; Side Stream; Inlet Structure; 사이드 스트림; 이중 격벽; 입자영상유속계; Membrane Module; 유입부 구조; Double Baffle; PIV; 막 모듈
• ISSN: 1225-5025; 2383-7810
• DOI: 10.4491/KSEE.2020.42.3.121

목적:본 연구에서는 실제 사용되는 사이드 스트림 방식의 저압막 모듈을 대상으로 유입부의 수리구조를 개선하여 베셀로 유입되는 유량을 수직으로 균등하게 분포시킬 수 있는 방안을 제시하고자 하였으며, 이를 실험적으로 검증하고자 하였다. 방법:입자영상유속(particle image velocimetry, PIV)장치를 이용하여 기존 대비 막 모듈내 유입 유량의 균등성을 실측하였다. 결과 및 토의:그 결과 이중 격벽 유입부 구조가 흐름이 편중되어 유입되는 유동 경향이 기존 단일 격벽 유입부 구조 대비 개선된 것을 확인할 수 있었다. 이중 격벽의 경우 3초, 4초 그리고 5초의 속도 분포가 전체 유동장에서 평균속도 0.03 m/s에 근접한 속도 분포를 보였으며, 단일 격벽에 대비 약 60%가 적은 0.06 m/s의 최대 속도를 나타내었다. 결론:수평방향 유동 흐름을 관측하였을 때 이중 격벽 유입부 구조의 경우 0.008 m/s, 단일 격벽 유입부의 구조의 경우 0.027 m/s로 약 300% 감소하는 것으로 관측되었다. Objectives:The purposes of this study are to suggest a method to distribute the flow rate into the overall vessel vertically and evenly by improving the inlet hydraulic structure of the side stream type low pressure membrane module. Methods:For those, particle image velocimetry (PIV) technique was used to measure the evenness of flow rate distribution in both of the existing full scale single baffled inlet structure and the improved membrane module inlet structure (double baffled). Results and Discussion:As a result, it was confirmed that the flow distribution of the double baffled inlet structure is improved in comparison to that of the existing single baffled inlet structure. In the case of double baffled inlet structure, the instantaneous velocity distributions of 3, 4, and 5 seconds showed a velocity distribution close to the mean velocity of 0.03 m/s in the entire flow field. Also, a maximum velocity of 0.06 m/s was about 60% less than that of the single baffled inlet structure case (0.13 m/s). Conclusion:When the horizontal flow was observed, it decreased by about 300%. Those were 0.008 m/s for the double baffled inlet structure and 0.027 m/s for the single baffled, respectively. KCI Citation Count: 0