DAILY PAPER REVIEW

0215_Desaliniation_Mathematical modeling of reverse osmosis system

 

 

1. Title & Journal
-Mathematical modeling of reverse osmosis system
-Desalination (2004)

2. Background of authors
-K. Jamala, M.A. Khana, M. Kamilb*
-aDepartment of Post Harvest Engineering and Technology, bDepartment of Petroleum Studies, A.M.U., Aligarh, India

3. Summary
이 논문에서 저자는 역삼투 시스템에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하였고, 소규모 스케일의 역삼투 시스템을 위한 모델 검증을 실시하였다. 모델에 대한 검증은 기존 문헌의 실험 데이터가 이용   되었다. 시뮬레이션 시간은 시스템의 회수율이 높은 상태에서의 운전수행(operational performance) 예측을 가능하게 하기 위해 1000시간 이상의 조건으로 설정하였다.
이 모델은 유입수 탱크, 역삼투막 모듈, 생산수 탱크에 관한 물지 수지가 반영되었고, 막에서의 물질 이동 모델(membrane mass transfer models)을 포함하고 있다. 또한 최종적으로 저자는 이 논문을 통해 막 표면에서의 농도 분극 현상(concentration polarization) 때문에 발생하는 물질이동저하(mass transfer inhibition)의 영향을 고려한 포괄적인 시뮬레이션 모델을 제시하고 있다. 그 모델은 유입수를 시간과 공간의 함수로 반영한 비선형상미분 방적식으로 나타내고 있다. 그리고 4계 런지쿠타법(the fourth order Runge-Kutta method)을 이용하여 연립미분방정식의 해를 찾았다. 
또한 저자는 Xuesong Wang이 mass transfer coefficient(k)를 결정하기 위해 새롭게 개발하였던 확산 유동(diffusion current)방법에 기반한, 층류와 난류 각각, 1차원 2차원에서의 mass transfer coefficient의 empirical formulae를 추론하였다.
Result and discussion 부분에서 저자는 시간에 따른 생산수 유량과 농도 변화를 시뮬레이션 하였는데, 그 결과 초기 유량은 천천히 감소하다가 시간이 어느 정도 지나고부터 급격하게 감소하게 나타났고 농도 기울기 또한 급격하게 증가하는 것을 볼 수 있었다.
마지막으로 저자는 자신의 모델을 통해 the bulk feed velocity가 생산수 유량 개선에 있어 중요한 역할을 하고 있다고 결론 내리고 있다.

4. Originality 
기존의 방법으로 제시되었던 mass transfer coefficient(k)를 모든 상황에서 일괄적으로 동일시 적용하지 않고, 층류, 난류일때의 각각의 상황에서 1차원 2차원에서의 empirical formulae를 추론하였다.

5. Contribution & Application
현재 개발중인 SWRO모델에 적용된 mass transfer coefficient(k) 값을, 위의 empirical formulae를 사용하여 도출된 값과 비교해 보아 어느 것이 더 정확도가 높은지 비교해 보는 것도 좋을 듯 하다. 

6. Reviewer: 정관호 jkh@gist.ac.kr

첨부 (1)
20110215.pdf
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