• 상하수도학회지
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• 제24권5호
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• pp.527-536
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• 2010

Although the bubble-floc agglomerate floated and formed the float layer on the surface of the water in the DAF process, after inducing in the thickening tank a part of the bubble-floc agglomerate come up again to the surface and the other is settled at the bottom of the tank. The bubble-floc agglomerate divided into two group as the scum on the surface and the sludge of the bottom gives rise to operational troubles for the thickening process. In order to find out the cause of break-up and the effective thickening method for sludge from the DAF process, the composition of the bubble-floc agglomerate was investigated and a series of flotation experiments carried out. There was no difference of composition between the scum on the surface and the sludge of the bottom in the thickening tank. The coagulation was not effective to improve the trouble that the bubble-floc agglomerate divided into the scum and the sludge. It was estimated that for the bubble-floc agglomerate of thickening tank the trouble was caused by not the change or the difference of chemical composition but whether the bubble-floc agglomerate hold bubbles. Furthermore, for the effective thickening of sludge from the DAF process, it is required an additional flotation applied the AS ratio depending upon the solid concentration of sludge as the operation parameter.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.505-510
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• 2012

기포탑 반응기에서의 기체 체류량은 기포의 크기 분포 및 상승 속도와 밀접한 연관성을 갖는다. 따라서 많은 연구자들에 의하여 기포탑 반응기 내에 기포의 크기를 제어하기 위한 연구들이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 스파져 이외의 영역에서도 기포의 거동을 제어하고 기체 체류량을 증진시키기 위하여 다단형 기포탑 반응기를 사용하였다. 특히, 3 종류의 서로 다른 크기의 반응기를 사용하여 다단 다공판이 기포의 유동 특성에 미치는 효과를 확인하였다. 나아가 개별 기포가 다공판을 통과하였을 때의 쪼개짐 빈도수 및 크기 분포 변화에 대하여 관찰함으로써 다공판의 영향에 대한 이해를 넓혔다. 또한 다양한 다공판 배치 형태에 따른 유동 특성을 관찰함으로써 다단형 기포탑 반응기에서의 다공판 설치에 대한 기준을 제시할 수 있었으며, 이를 바탕으로 높이 22 m, 직경 0.36 m의 벤치 스케일 다단형 기포탑 반응기를 제작하여 그 성능을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.376-379
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• 2010

Bubble rising phenomenon is widely founded in many industrial applications such as a stream generator in power plant. Many experimental and numerical researches have been already performed to predict dynamic behavior of the bubble rising process. Recently numerical approaches are getting popular since it can offer much detailed information which is almost impossible to obtain from the experiments. Rising bubble could penetrate through the top free surface which makes the problem much more complicate in addition to the phase changing effect even with latest numerical techniques. In this paper, the top free surface effect on rising bubble has been investigated. The gas-liquid interface was explicitly tracked using high-order Level Contour Reconstruction Method(LCRM) which is a hybridization of Front-Tracking and Level-Set method. Break-up behavior of rising bubble at free surface showed different characteristics with initial diameter of bubble.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.133.1-133.1
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• 2010

슬러리 기포탑 반응기는 열 및 물질 전달의 용이성, 낮은 운전비용 및 장치의 간단성의 장점을 가지고 있어서 Fischer-Tropsch 반응, bio-reaction 등에 많이 응용되고 있다. 그러나 기포탑 반응기 내의 물질 거동은 매우 복잡하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있음에도 불구하고 그 현상에 대한 명확한 이해는 어려운 상황이다. 특히 기포탑반응기 내에 기체의 포집율(gas hold-up)을 증가시키는 것을 목적으로 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 trayed bubble column 반응기에서 tray의 기공크기에 따른 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 실험에 사용된 반응기는 내경이 0.15 m이고 높이 2.0 m의 아크릴 반응기를 이용하였다. 사용된 연속상은 수돗물을 사용하였고 분산상 기체로는 압축공기를 이용하였다. Tray의 기공크기는 1.1 mm부터 14.0 mm까지 변화시키면서 높이별 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 기체 포집율의 변화를 균일흐름 영역과 불균일 흐름 영역에서 그 양상이 다르게 나타났다. 즉 균일계 영역에서는 기공의 크기가 1.1 mm부터 2.9 mm까지 증가시면 기체포집율이 감소하는 반면 2.9 mm 이상에서는 증가하는 것으로 관찰되었다. 반면 불균일 흐름 영역에서는 전반적으로 기공의 크기가 작아질수록 기체포집율이 증가하였다. 또한 각각의 흐흠 영역에서의 기체포집율 증가정도는 확연한 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 이것은 흐름영역의 유체거동에 따라서 기포와 tray 기공사이의 상호작용 메커니즘이 달라지기 때문인 것으로 보인다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.112.2-112.2
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• 2010

슬러리 기포탑 반응기는 열 및 물질 전달의 용이성, 낮은 운전비용 및 장치의 간단성의 장점을 가지고 있어서 Fischer-Tropsch 반응, bio-reaction 등에 많이 응용되고 있다. 그러나 기포탑 반응기 내의 물질 거동은 매우 복잡하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있음에도 불구하고 그 현상에 대한 명확한 이해는 어려운 상황이다. 특히 기포탑반응기내에 기체의 포집율(gas hold-up)을 증가시키는 것을 목적으로 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기체의 분사 방향에 따른 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 기체 분사는 0.6 mm의 pore가 66개로 구성된 perforated plate를 통해서 이루어졌고, 수직방향, 수평방향, 45도 그리고 수직/수평 조합의 네 가지 분사방향에 대해서 실험을 수행하였다. 반응기는 내경이 0.15 m이고 높이 2.0 m 아크릴 반응기를 이용하였다. 사용된 연속상은 수돗물을 사용하였고 분산상 기체로는 압축 공기를 이용하였다. 전체적인 기체 포집율은 수직방향의 분사방향에서 가장 높게 측정되었다. 그리고 수직/수평의 조합 분사방향의 경우, 기체 포집율이 가장 낮게 관찰되었다. 이것은 분사방향이 수직/수평으로 서로 엇갈릴 경우, 기포간의 충돌 가능성이 높아지고 bubble coalescence가 증가하였기 때문인 것으로 보인다. 실제로 homogeneous flow regime에서 heterogeneous flow regime으로 전환되는 기체선속도는 분사방향이 수직, 45도, 수평, 수직/수평 조합의 순서로 감소하였다. 즉 이 순서로 기체흐름의 와류가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 Dynamic Gas Disengagement(DGD) 분석을 통하여 큰 기포가 발생하기 시작하는 기체 선속도의 변화를 관찰하였다. 이 경우, 예상되듯이 수직/수평 조합에서는 1.5 cm/sec 기체 선속도에서 큰 기포가 발생하기 시작한 반면 수직 방향 분사의 경우에는 2.5 cm/sec의 보다 높은 기체 선속도에서 관찰되기 시작하였다. 이러한 현상들을 종합하였을 때, 기체 분사방향을 수직으로 일정하게 했을 때, 기포간 출동을 최소화하고 와류발생을 최대한 지연시키며 전체 기체 포집율을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.7-12
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• 2005

Experimental study was conducted to increase the oxygen transfer efficiency of air diffusers in clean water. By measuring the bubble size from the bubbly two-phase flow visualization with several air diffusers, the size of air bubbles near the top surface of aeration tank seems to be independent on the diffuser types. Considering design parameters for the better break-up of larger bubbles around the air diffusers, advanced conceptual air diffusers using nozzle-type throat showing the higher oxygen transfer efficiencies were made.

• 한국가시화정보학회지
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• 제21권2호
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• pp.45-54
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• 2023

In the present study, we propose new type of a spinning disk reactor(SDR) with high performance and very convenient structure to make a large scale equipment from lab-scale than the conventional one. A split-disk experimental equipment, based on new type of spinning disk reactor, has been developed to generate an energy to break a bulk of injected gas into smaller gas bubble. Several cases of an experimental observation make it to confirm that a bulk of injecting gas could be continuously break into smaller bubbles. It shows the feasibility to make a scale-up of SDR by using the characteristic of Taylor-Proudman column in rotating flow. A theoretical study on single phase liquid flow is given to predict a liquid induced shear stress, which make the present study to be self-containment.

• 상하수도학회지
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• 제24권3호
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• pp.267-276
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• 2010

Many plants have been improved to adapt the target of the biological treatment processes changed from organics to nutrients since the water quality criteria of effluent was reinforced and included T-N and T-P for the municipal wastewater treatment plant. To meet the criteria of T-N and T-P, the conventional biological reactor such as aeration tank in activated sludge system is changed to the BNR (biological nutrient removal) processes, which are typically divided into three units as anaerobic, anoxic and oxic tank. Therefore, the solid separation process should be redesigned to fit the BNR processes in case of the application of the DAF (dissolved air flotation) process as an alternatives because the solid-liquid separation characteristics of microbial flocs produced in the BNR processes are also different from that of activated sludge system as well. The results of this study revealed that the microbial floc of the anaerobic tank was the hardest to be separated among the three steps of the unit tanks for the BNR processes. On the contrary, the oxic tank was best for the removal efficiency of nutrients as well as suspended solid. In addition, the removal efficiency of nutrients was much improved under the chemical coagulation treatment though coagulation was not indispensable with a respect to the solid separation. On the other hand, in spited that the separation time for the microbial floc from the BNR processes were similar to the typical particles like clay flocs, over $2.32{\times}10^3$ ppm of air volume concentration was required to keep back the break-up of the bubble-floc agglomerates.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.973-979
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• 2024

In the framework of the Generation IV research and development project, in which the French Commission of Alternative and Atomic Energies (CEA) is involved, a main objective for the design of Sodium-cooled Fast Reactor (SFR) is to meet the safety goals for severe accidents. Among the severe ones, the Unprotected Transient OverPower (UTOP) accidents can lead very quickly to a global melting of the core. UTOP accidents can be considered either as slow during a Control Rod Withdrawal (CRW) or as fast. The paper focuses on fast UTOP accidents, which occur in a few milliseconds, and three different scenarios are considered: rupture of the core support plate, uncontrolled passage of a gas bubble inside the core and core mechanical distortion such as a core flowering/compaction during an earthquake. Several levels and rates of reactivity insertions are also considered and the thermal-mechanical behavior of an ASTRID fuel pin from the ASTRID CFV core is simulated with the GERMINAL code. Two types of fuel pins are simulated, inner and outer core pins, and three different burn-up are considered. Moreover, the feedback from the CABRI programs on these type of transients is used in order to evaluate the failure mechanism in terms of kinetics of energy injection and fuel melting. The CABRI experiments complete the analysis made with GERMINAL calculations and have shown that three dominant mechanisms can be considered as responsible for pin failure or onset of pin degradation during ULOF/UTOP accident: molten cavity pressure loading, fuel-cladding mechanical interaction (FCMI) and fuel break-up. The study is one of the first step in fast UTOP accidents modelling with GERMINAL and it has shown that the code can already succeed in modelling these type of scenarios up to the sodium boiling point. The modeling of the radial propagation of the melting front, validated by comparison with CABRI tests, is already very efficient.

• 농업과학연구
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• 제14권1호
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• pp.81-97
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• 1987

병충해방제(病蟲害防除)에 있어서 효율적(效率的)인 분무립자(噴霧粒子)의 크기는 $20{\mu}m$ 이내(以內)이지만 비산(飛散)의 해(害)를 감안하여 $140{\sim}200{\mu}m$를 추천하고 있다. 그러나 우리나라 수도방제기(水稻防除機)의 주종(主種)인 총포노즐의 경우 입자(粒子)크기는 $220{\sim}750{\mu}m$로 과대(過大)한 실정(實情)이다. 우리나라에서 널리 이용(利用)되고 있는 과권(過卷) 노즐의 구조(構造)를 Figure 2와 같이 고안(考案)하여 공기(空氣)를 혼합(混合)시킨 약액(藥液)을 이용(利用)함으로써 과실내(過室內)에서의 예비무화효과(豫備霧化效果), 약액(藥液)의 감소된 표면장력(表面張力) 및 점주(粘住), 분사액(噴射液)의 증가된 주파수(周波數)의 효과(效果)를 이용(利用)하여 분무립자(噴霧粒子)를 개선(改善)하고저 실시(實施)된 실험결과(實驗結果)는 다음과 같다. 분무립자(噴霧粒子) 크기는 분무압력(噴霧壓力)(본(本) 실험(實驗)에서는 $0.70kg/cm^2$부터 $6.33kg/cm^2$까지 실시(實施)) 이 증가(增加)됨에 따라서 점차로 미립화(微粒化)되었고 이 경향(傾向)은 표준(標準)노즐의 결과(結果)와 같다. 동일(同一)한 분무압력하(噴霧壓力下)에서 분무립자(噴霧粒子)의 크기 및 분포상태(分布狀態)를 표준(標準)노즐의 비교(比較)할 때 체적평균직경(體積平均直徑)이 작아졌고 입자(粒子)크기 분포(分布)도 개선(改善)되었다. 입자(粒子)크기 분포(分布)는 분무형(噴霧型)의 중심(中心)으로부터 외측(外側)으로 향(向)하면 체적평균직경(體積平均直徑)이 작아지는 현상(現象)이었다.