• 제목/요약/키워드: 원수관

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완난류 개수로 흐름의 마찰계수 (Friction Factor of Smooth Turbulent Open Channel Flow)

  • 유동훈;이태희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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    • pp.438-443
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    • 2007
  • 개수로 흐름에 대한 연구는 1700년대 중엽 Chezy에 의해 이론적인 기초를 다졌으며, 광범위하고 조직적인 관측연구는 Darcy(1803-1858)에 의해 약 150년 전에 폭 2m, 길이 600m에 이르는 수로에서 실험관측을 수행하고자 시도하였다. Darcy의 동료이자 후계자인 Bazin은 제한된 조건의 현장관측뿐 아니라 다양한 조건의 수로를 제작하여 실험관측을 수행하였으며 그의 실험자료는 Bazin 자신 뿐만 아니라 Manning이나 Ganguillet와 Kutter 등 여러 연구자들의 경험식 개발에도 이용되었다. Nikuradse(1933)의 균일조도 원형관수로 실험결과로부터 관로 흐름은 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯 종류의 흐름특성을 가지고 있음을 확인하였고 Bazin(1829-1917)과 varwick(1945)의 실험결과로부터 개수로 흐름에서도 관로 흐름과 마찬가지로 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯가지의 흐름특성이 존재함을 알 수 있다. 본 연구에서는 기존의 지수형 마찰계수 산정식에서 단순히 조고만의 함수였던 ${\alpha}$에 물의 기본적인 성질인 표면장력, 점성력, 밀도와 자연 하천의 경사, 수심, 수면, 폭, 조고의 영향을 고려한 수심에 관한 무차원수 $Y_h$, 수면 폭에 관한 무차원수 $Y_b$, 조고에 관한 무차원수 $Y_k$를 도입하였다. 따라서 개수로 흐름 해석에 있어서 기존의 마찰계수 산정치보다 여러 영향을 반영하여 정확한 값을 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

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한강수계 광역상수도 원수관의 지열 영향 조사 (Geothermal Effects on the Underground Water Conveyance Pipe System from Han River)

  • 조용;박진훈;박태진;김영준
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.171.2-171.2
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    • 2010
  • Geothermal effects on the underground water conveyance pipe system have been investigated through the multiregional water supply system from Paldang water intake station. To make an investigation of raw water thermal energy, temperature sensors are installed the surface of the pipes of metropolitan area water supply system. In 2009 winter and early spring seasons, the monthly averaged temperatures at Paldang 2 intake stations are $1.94^{\circ}C$ in February, $4.96^{\circ}C$ in March, and $10.56^{\circ}C$ in April. After the transfer in 26.0 km distance of tunnel and buried pipe, the raw water temperatures are raised to $3.13^{\circ}C$, $6.04^{\circ}C$, and $11.39^{\circ}C$ respectively. As the temperature difference between the raw water and the air reduces, the temperature increasement is reduced by $1.19^{\circ}C$ in Feb., $1.08^{\circ}C$ in Mar., and $0.83^{\circ}C$ in Apr. Since the flowrate is over 1,150,000 $m^3$/day, it is estimated that the water exchanges a huge amount of heat over 1.0 Tcal a day with the ground.

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광역상수관 파손에 따른 표면류 흐름 분석 (Urban inundation analysis by damage of Multi-regional water pipelines)

  • 원창연;황수덕;이소영
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.352-357
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    • 2016
  • 광역상수관은 원수 또는 정수를 자체 수자원확보가 어려운 지자체에 적기에 공급해주는 중요한 역할을 하고 있다. 최근 자연재해에 및 관 노후, 공사 중 사고 등의 원인으로 광역상수관이 파손되는 사례가 발생되었다. 이와 같은 광역상수관의 파손은 상수 보급 수혜지역에 대한 단수피해가 발생될 뿐만 아니라 파손지점에서 상수유량의 분출으로 침수피해를 야기 시킬 수 있게 된다. 본 연구에서는 광역상수관 파손에 따른 파손지역 주변부에서 유량 분출에 의한 침수양상 및 분출지점에 위치하고 있는 지하시설물(지하철 정거장)에 대한 침수피해 영향을 검토하였다. 침수양상 분석 방법은 광역상수관 파손시 분출유량 산정, 지형자료 구축, 표면류 흐름 계산, 침수범람도 작성 순으로 검토를 수행하였다. 광역상수관 파손에 따른 분출유량은 상수관 공급량 $770,000m^3/day$를 기준으로 초당 흐르는 유량(2차원 부정류 흐름 해석)으로 환산하여 유입조건으로 선정하고, 파손위치 및 분출유량에 따른 시나리오를 설정하였다. 광역상수관 파손에 따른 침수양상을 살펴본 결과, 파손 지점의 위치의 지형적 여건에 따라 최대 침수심 및 최대 침수 위치가 상이한 결과가 나타나는 것을 확인할 수 있다. 정거장 주변부 최대 침수심은 0.50m로 정거장 노출부 최소 높이 0.65m(노출부 높이 - 지반고)보다 작은 수치이므로 광역상수관 파손에 따른 분출유량의 정거장 내부 유입은 없는 것으로 분석 되었다.

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홍수터여과에서 집수관의 최적설계 연구 (A Study on the Optimum Design of Horizontal Collectors in Floodplain Filtration)

  • 피성민;김승현
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.430-437
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    • 2012
  • 홍수터여과에서 집수관의 설계에 대한 자료를 얻기 위해 실험실 규모의 모래통 실험을 수행하였으며, 집수관의 직경, 모래의 투수계수, 집수정의 수위 그리고 지표에서의 원수공급률 등의 변화에 따른 집수관에서의 수두분포와 지하수면 분포를 측정하였다. 측정결과를 수치해석코드에 적용하여 집수관 각 부위에서의 여과수 유입률도 파악하였다. 이들 자료로부터 홍수터여과에서 집수정의 운영수위를 낮춤으로 인한 부작용은 없을 것으로 예상되었으며, 적절한 회수능력에 비해 원수공급률이 큰 경우 대수층에서의 수평방향의 흐름이 발달하여 수평집수관의 통수능 부족을 보완함을 알 수 있었다. 이 경우 여과수의 토양중 이동거리가 늘어나므로 여과수의 수질개선에도 도움이 될 것으로 판단되었고, 따라서 홍수터여과에서는 강변/하상여과에서보다 더 작은 직경의 수평집수관을 사용할 수 있음을 알 수 있었다. 전체 수두손실중 수평집수관에서의 수두손실이 차지하는 비율이 수평집수관 출구유속과 비례함을 알 수 있었으며, 이를 이용하면 홍수터여과에서 수평집수관의 설계와 평가가 가능할 것으로 판단되었다.

정수처리 공정 단계별 스테인리스관과 동관에 형성된 생물막 비교 (Comparison of Biofilm Formed on Stainless Steel and Copper Pipe Through the Each Process of Water Treatment Plant)

  • 김근수;민병대;박수정;오정환;조익환;장석재;김지혜;박상민;박주현;정현미;안태영;정원화
    • 미생물학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.313-320
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    • 2013
  • 정수처리 시설에서 급 배수관으로 많이 사용되는 스테인리스관과 동관에 형성되는 생물막의 특성에 대해 16주 동안 조사하였다. 생물막 반응기는 실제 배급수관의 구조와 유사하게 설계하였으며, 정수처리장으로 유입되는 상수원수와 약품혼화 응집수, 침전수, 여과수, 처리수를 사용하였다. 평균 종속영양세균수는 $1.6{\times}10^4CFU/ml$, $5.8{\times}10^3CFU/ml$, $1.8{\times}10^3CFU/ml$, $1.3{\times}10^2CFU/ml$, 1 CFU/ml로 각 처리 과정을 거치면서 감소하였다. 스테인리스관과 동관에 형성된 생물막 세균수는 원수, 응집수, 침전수에서 2주만에 $2.9{\times}10^3CFU/cm^2$ 이상으로 증가하였고, 동관보다 스테인리스관에서 생물막 세균수가 높게 검출되었다. 여과수(평균 잔류염소 0.44 mg/L)에서는 두 관 재질에 따른 생물막 세균수의 명확한 차이는 없었으며, 5주 이후부터 두 관재질 모두 $18CFU/cm^2$ 이하의 생물막 세균이 검출되었다. 정수(평균 잔류염소 0.88 mg/L)에서는 두 관 재질 모두 생물막 세균이 검출되지 않았다. DGGE 분석결과, 원수, 응집수, 침전수에서 스테인리스관은 Sphingomonadaceae가 우점이였고, 동관에서는 Bradyrhizobiaceae와 함께 Sphingomonadaceae도 우점이였다. 여과수의경우, 5주차 이후 스테인리스관과 동관에 형성된 생물막에서 Propionibacterium sp., Sphingomonas sp., Escherichia sp. 등과 유사한 16S rRNA 유전자 서열을 가지는 밴드들이 검출되었다. 종 풍부도 및 다양성은 동관에 비해 스테인리스관이 더 높게 나타났다.

막분리(NF, UF)를 이용한 자연유기물(NOM) 제거에 관한 연구(II) - NF, UF 운전특성과 HAA생성능 제거 -

  • 송양석;박용훈;조영관;조재원;박돈희
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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    • pp.334-338
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    • 2003
  • 막분리 공정을 모형시설에 도입 후 약 2년간에 걸쳐 막의 구성을 달리하여 운영하였으며, 원수 및 처리수의 수질특성을 조사하였다. 원수의 수질특성은 친수성 물질이 53%, 소수성 물질 28% 나머지는 반친수성물질로 구성된 것으로 조사되었으며, UF 및 NF 처리수의 분자량 분포를 조사한 결과 원수와 달리 큰 분자량을 갖는 부분이 제거된 것을 볼 수 있었다. UF와 NF의 막분리 공정운전 결과를 종합해 본 결과, UF막인 GH(2500Da)와 GM(8000Da) 경우 GM이 생산량 및 운전특성에서 GH에 비해 우수한 결과를 보여 주었으며, NF막인 HL$(150{\sim}300Da)$과 GM의 비교 운전한 결과 NF막인 HL의 유기물 제거 효과가 우수한 것을 보여 주고 있다. 그러나 UF막인 GM의 경우 MWCO가 8000Da로 NF막인 HL에 비해 큼에도 불구하고 유기물 제거 면에서 상당히 우수한 유기물 제거 효과를 보여 주었으며, 소독부산물의 생성능 평가에서도 50%이상의 양호한 제거 효과를 보여 주었다.

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원형 관 내부에서의 3차원 데토네이션 파의 동적모형 (Three-dimensional Detoantion Wave Dynamics in a Circular Tube)

  • 조덕래;원수희;신재렬;최정열
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.68-75
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    • 2008
  • 이전에 개발된 병렬 해석 코드를 이용하여 원형 관내에서의 삼차원 데토네이션 파 전파 특성을 관찰 하였다. 일련의 해석을 통하여 직경이 일정한 원형 관에서 반응 속도 상수 값 k에 의존하는 데토네이션 셀 생성 메커니즘을 알 수 있었다. 삼차원 유동에 대한 비정상 유동의 해석 결과는 two-, three-, four-cell 구조의 메커니즘을 잘 보여주었으며, 반응속도 상수 k가 증가함에 따라 생성되는 셀 수가 증가하고 셀의 폭과 길이는 감소하였다. 모든 다중-셀 모드에서 데토네이션 파의 구조와 그을음막 기록은 횡단파의 움직임에 의하여 만들어지며, 데토네이션 파면은 주기적으로 일정한 다각형 및 풍차 형상을 가지게 된다.

수도사업장 에너지 자립화를 위한 신.재생에너지 구축 설계 (Design of New-Renewable System for Energy Independence of Water Treatment Plant)

  • 최영관;김영국;김희곤;김종겸
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.2099-2100
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    • 2011
  • 본 논문은 ${\circ}{\circ}$댐에서 원수를 공급받는 ${\circ}{\circ}$정수장(이하 정수장) 유입관로의 잉여압력을 이용하여 소수력 발전기를 설치하고, 정수장 여유부지에 태양광발전설비를 계획하여 총163.4kW(Peak 사용전력 128.16kW)의 시설용량으로 연간전력사용량(451 MWh) 대비 110% 정도의 발전생산(약500MWh)이 가능한 에너지자립형 개념의 정수장을 설계한 사례이다.

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내부 순환 장치의 크기 및 유속 변화에 따른 혼합특성 (Effect of Geometric and Dynamic Parameters on Mixing Characteristic in an Internal-Loop Apparatus)

  • 최윤찬;김동석
    • KSBB Journal
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    • 제11권4호
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    • pp.405-410
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    • 1996
  • 내부 순환 장치를 대규모화함에 따른 혼합특성의 변화를 추적자의 분산실험을 통하여 고찰하였다. 분산특성을 나타내는 무차원수 Bodenstein 수를 5L, 5 50L, 500L 규모의 세 장치에서 공탑기체속도, 액체 순환속도, 포기관의 높이에 대한 직경비의 변화, 빛 반응관의 직경에 대한 포기관의 직경비의 영향에 따 나타내었다. 5L 규모의 장치에서 Bo 수는 공탑 기체속도의 증가에 따라 증가하다 가스 해리 현상의 발생으로 증가폭이 둔해지는 경향을 나타내었으며, 5 50L와 500L 장치에서는 공탑기체속도의 증가에 따라 Eo 수가 감소하였는데, 이는 역혼합의 영향이 크게 나타난 것으로 판단되었다. 또한, 500L 규모 장 치에서 Eo 수의 변화는 50L 장치에서 보다 낮은 공 탑기체속도하에서 변화하는 것으로 보아 대규모화에 따라 흔합이 더욱 빨리 발생함을 알 수 있었다. 차원 해석을 통하여 각 변수틀간의 상관관계를 구하였고, 회귀분석을 통하여 다음과 같은 결과식을 구하였다.

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