• 한국기계가공학회지
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• 제20권7호
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• pp.89-96
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• 2021

In this study, a mini hydro cyclone was designed and manufactured to achieve an inlet flow rate of 2 L/min in the experiment, which was conducted using alumina powder with a specific gravity of 3.97. This hydro cyclone was studied for using in steam and water analysis system (SWAS) of thermal power plant and was manufactured by 3D printing. Numerical analysis was performed with Solidworks Flow Simulation, utilizing the reynolds stress method (RSM) of fluid multiphase flow analysis models. Experimental and numerical analysis were performed under the three conditions of inlet velocity 2.0, 4.0, and 6.0 m/s. The separation efficiency was over 80% at all inlet velocity conditions. At the inlet velocity 4m/s, the separation efficiency was the best, and it was confirmed that the efficiency was more than 90%.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.177-185
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• 2020

본 연구에서는 석탄화력발전소에서 전량 폐기되고 있는 석탄재의 재활용 방안으로 석탄회의 80%를 차지하고 있는 비산재로 부터 유용성분을 회수하고 이를 산업재로 활용하기 위한 청정부유선별 공정을 개발하였다. 비산재로부터 미연탄소(unburned carbon, UC) 를 회수하기 위해 비이온성 포수제인 등유 대신에 친환경 식물성 오일인 대두유를 사용하여 등유로부터 악취 발생을 예방하였고 부유선별 후 잔류물로부터 CM (ceramic microsphere)과 CA (cleaned ash)를 분리하기 위해 황산용액을 사용하지 않고 hydro-cyclone를 사용함으로써 산성폐수를 발생시키지 않고 미립의 CM를 회수할 수 있었다. 등유를 포수제로 사용하여 UC를 분리할 때 보다 대두유를 포수제로 사용하였을 때, 대두유의 높은 점성으로 인한 UC의 흡착성 증가와 대두유에 포함된 리놀레산에 의해 부유성 향상으로 UC의 회수율이 85.8%로 높게 나타났다. 회수된 UC에 포함된 연소가능성분(combustible component, CC)은 모두 탄소성분으로 대두유를 사용하였을 때 탄소의 함량이 높게 나타났으며, 회수된 UC는 표면이 거칠면서 기공이 많아 분쇄가 쉬워 미립화로 산업용 소재로 활용할 수 있을 것이다. Hydro-cyclone을 이용한 입도선별 청정분리공정에 의해 회수된 CM과 CA는 구형 형상으로 입자들이 서로 뭉치지 않고 뚜렷하게 분리되었으며 입자의 평균직경(D₅₀)은 5 ㎛로 미세하여 공정변경에 의한 CM의 미립화를 구현할 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권11호
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• pp.17-23
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• 2021

A cyclone is a dust-separating mechanism that works on the principle of centrifugal force. The performance of a cyclone is evaluated using pressure loss and collection efficiency. A multi-cyclone arrangement is used to improve the collection efficiency within a limited area. In this study, experiments and numerical analyses were conducted on a dual arrangement of mini-hydrocyclone separators, which was fabricated using 3D printing. The experiment was performed at an inlet flow rate of 0.7 m/s, and alumina powder with a particle size of 0.5, 15, and 50 ㎛. ANSYS FLUENT, was used for the numerical analysis. The reliability of the numerical analysis was verified through a comparison with the experimental results. The errors in the experiment and numerical analysis were confirmed to be 2% at the outlet flow rate.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권6호
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• pp.599-604
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• 2015

Currently, the coolant system in industrial sites is an efficient process to keep clean cutting oils. However, the damage to a pump occurs due to a chip and debris when inhaled into the pump, and thus problems such as the reduction of both efficiency and lifespan might arise. In this study, a new type of filter was developed in order to primarily prevent the damage from the pump impeller and make it unnecessary to have the replacement and cleaning at the same time. This study found the problem reducing the suction volumetric efficiency and cavitation when inhaled, and conducted a method to solve the problem compared to the result of fluid analysis according to two velocity conditions. As a result, this study achieved the effect of lowering the pressure and meeting the suction flow rate by connecting the four filters.

• 한국자원공학회지
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• 제55권6호
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• pp.517-526
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• 2018

본 연구는 가학광산 오염토양 정화를 위해 토양 세척 최적조건을 수립하는데 목적이 있다. 연구지역 내 토양은 다양한 중금속에 의해 오염되어 있는데 특히 구리, 납, 아연의 농도가 높게 나타난다. 염산을 활용한 세척실험 결과 1 M의 농도로 30분 세척 시 중금속의 제거 효과가 가장 좋게 나타났다. 전체 토양의 38%는 1.18 mm 이상의 굵은 입자로 오염도가 상대적으로 낮으나 0.075 mm 이하의 작은 입자들은 오염도가 높아 고농도의 염산용액과 긴 세척시간에도 불구하고 오염도를 기준치 이내로 낮추기 어려웠다. 따라서 오염도가 높고, 중금속 농도 저감이 어려운 작은 토양입자들을 토양세척 이전에 물리적인 방법으로 분리할 필요가 있는 것으로 판단된다. 습식 사이클론을 활용한 연속식 토양세척 실험 결과 20% 이상의 미립자를 제거한 경우 오염토양의 중금속 농도를 기준치 이내로 저감시킬 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제53권4호
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• pp.404-412
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• 2017

A centrifugal cyclone dust collecting apparatus includes a hydro cyclone dust collecting apparatus for separating solid or liquid using liquid or suspension as a medium. In this study, the formation mechanism and improvement of air core and inner air layer were confirmed through Particle Image Velocimetry. These results showed that the modified experimental model was designed in the conventional method suitable for the separation of juvenile fish and eggs. The inlet speed of the multi-stage hydrocyclone dust collector, which can increase the inlet velocity and minimize floatage in the turbulence chamber, was increased from 0.15 to 0.30 m/s. As a result, the air core was stably formed, the inner air layer was increased with increasing speed. In addition, the dust collecting efficiency of egg and juvenile fish was 97.8% on average, It can infer that this system confirmed the ability to efficiently collect particles of $40{\mu}m$ or more.

• 설비공학논문집
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• 제19권8호
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• pp.599-606
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• 2007

An experimental study was performed to measure a ice concentration of ice slurry flowing in a pipe in a real time. In the present paper, we suggested a measuring method by a refractive index and compared it to other methods by a freezing point and a density. To measure the refractive index of the solution, ice particles in the ice slurry should be completely removed and a hydro-cyclone was introduced instead of a mesh. The measuring method through the refractive index coincided with the density method using the real-time solution density within ${\pm}5%$ error range, having the error range less than the other two methods. In the other hand, the measuring method through the density has a good resolution, but the result using the initial density of the solution was different more than 10% error from that using the real-time density. And it has an error range 1.5 times greater than the method through the refractive index.

• 상하수도학회지
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• 제35권2호
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• pp.153-162
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• 2021

The effects of activated carbon originated Ballasted Flocculant (BF) on the settleability of activated sludge and the recovery of BF by Hydro-cyclone (HC) were analyzed experimentally. Two kinds of BF (M-I: 125-250 ㎛, M-II: 250-425 ㎛ in dia.) and three kinds of activated sludges with different SS concentration (2,300-7,100 mg/L) were applied for this study. With the dosage variation of BF from 0.14 to 1.3 g-BF/g-SS, we could obtain 24-31% improvement in SV30 (Sludge Volume after 30min sedimentation) for the lowest SS concentration sludge (2,300 mg/L). Whereas the SV30 improvement was much higher as 44-48% for the highest SS concentration sludge (7,100 mg/L). The settling characteristics of the sludge with BF followed Vesilind model the best among three models (Vesilind, Takacs and Cho model). HC could effectively separate BF with the separation efficiency of 70-90% and over 95% separation efficiency could be obtained when the HC was applied twice.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.24-32
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• 2021

미연 탄소(unburned carbon, UC)는 대두유를 포수제로 사용하여 부유선별공정을 통해 최대 85.8 wt%까지 비산재로부터 성공적으로 회수되었다. CM (ceramic microsphere)은 부유선별공정 다음 공정인 하이드로 사이클론 분리공정으로부터 18 wt%의 수율을 얻을 수 있었고 회수한 UC와 CM을 각각 고무증량재와 플라스틱(polypropylene) 충진재의 대체재로 사용하여 산업재로 활용 가능성을 조사하였다. 입자가 큰 UC는 볼밀을 사용하여 평균입경 10.2 ㎛로 작게 분쇄하였다. 분쇄된 UC를 점토 대신에 고무증량재로 사용하였을 때 인장강도와 신율이 다소 낮게 나와 고무제품의 표준조건을 만족시키지는 못하였다. 따라서 표준조건을 충족시키기 위해 UC는 고무와 보다 긴밀한 결합이 필요하였고, 이를 위한 표면 에너지를 향상시키는 추가적인 처리가 필요하였다. CM은 평균입경이 5 ㎛의 구형입자로 관찰되었으며, 입자의 표면을 페놀수지, 폴리올, 스테아린산, 올레인산으로 개질하였다. 표면 개질된 CM은 PP (polypropylene) 충진재로 사용되었다. 표면 개질된 CM을 사용한 제품은 흐름성은 양호하였으나 결합력 부족으로 충격강도 및 굴곡강도는 향상되지 못하였다. 그러나 표면 개질된 CM에 유기물과 무기물의 대표적 컬플링제인 실란 1 wt%을 추가적으로 혼합함으로써 충격강도 및 굴곡강도가 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있었다.

• 토지주택연구
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• 제15권1호
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• pp.167-177
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• 2024

본 연구에서는 하이드로사이클론, 응결/응집, 용존공기부상 단일 공정이 결합한 실 규모 물순환 조합공정(HCFD)의 오염 지표수 처리 성능을 평가하였다. 실 규모 물순환 공정은 수질 변동이 큰 유입 원수를 대상으로 안정적인 수처리 효율을 보였으며, 유입수의 주요 수질 지표가 매우 나쁨(BOD, TP, COD) 혹은 약간 나쁨(SS)이었으나, 방류수는 매우 좋음(BOD, SS, TP) 혹은 좋음(COD) 수준으로 향상되었다. 물순환 시스템 방류수의 후속 고도 처리를 위해 활성탄 기반 흡착 공정의 용존성 유기물 및 미량오염물질(잔류의약물질 APAP 및 산업 화학물질 AO7) 처리 잠재성을 평가하였다. 오염원 흡착 특성은 흡착동역학 및 등온 흡착실험과 관련된 모델링 기법을 이용하여 관찰하였다. 실험 결과, 후처리 활성탄 흡착은 잔류 유기물, APAP, AO7 유기물에 대한 높은 오염원 제거 잠재성이 있음이 확인되었으며, 오염원 흡착속도 및 최대 흡착량 값은 유사 2차 반응속도 모델과 Langmuir 등온흡착 모델에 의해 결정되었다. 본 연구 결과, 활성탄 기반 흡착 공정은 기존의 물순환 조합공정과 연계시 수처리 효율을 상호 보완적으로 높이고, 흡착 공정은 전단의 입자 분리 공정으로 제거가 어려운 용존성 오염원의 후속 처리에 대한 높은 잠재성이 있음을 시사한다.