DAILY PAPER REVIEW

0203_JMS_Direct contact membrane distillation (DCMD): experimental study on the com

 

 

1.Title & Authors
?Title 
: Direct contact membrane distillation (DCMD): experimental study on the commercial PTFE membrane and modeling
?Authors
: Ho Jung Hwang, Ke He, Stephen Gray, Jianhua Zhang, Il Shik Moon*

2.Background of authors
- Dept. of Chemical Engineering, Sunchon National University
- Institute of Sustainability and Innovation, Victoria University, Melbourne, Victoria, Australia

3.Summary
?이 논문에서는 PTFE 평막을 이용하여 막 모듈 크기에 따른 효율에 대하여 다루었습니다. 액체유입압력(LEP), 접촉각(CA), 공극률, 공극지름, 공극도 분포가 막 변수로서 분석되었으며, 투과수량을 예측하기 위하여 2D 모델이 개발되었습니다. 

?정방향과 역방향의 흐름방향과 막모듈 디자인에 따른 유속의 지속시간에 따른 투과수량 변화, 모듈디자인 비교를 위하여 각각 운영조건에 따른 질량전달계수가 계산되었습니다. 흐름방향, 온도차, 염농도 조건변화가 실험 시 고려되었으며, 이 실험결과는 모델과 비교되어 비교적 일치된 결과를 보였습니다. 

?실험결과를 살펴보면, 염농도 1%적용, 뜨거운 채널 40, 60℃적용시 온도, 유속이 증가할수록 투과수량도 증가하는 일반적 결과와 같은 양상을 띄었습니다. 레이놀즈수가 증가시, 경계층두께를 감소시킴을 언급하였으며, 이를 모델링 결과와 비교하였을시 40℃보다 60℃에서 0.5m/s시 투과수량이 실제와 모델링이 8.6%의 차이를 보였습니다. 또한 뜨거운 채널과 찬 채널의 유출 온도값에 대한 실측값과 모델링값 비교시, 5%이하의 오차를 나타냈습니다. 또한 질량전달계수는 유속증가에 따라 증가함을 보이는데, 이는 유속증가에 따른 따른 레이놀즈 수 증가, 경계층 두께감소로 온도분극현상이 감소된 것으로 분석되었습니다. 이 실험적 질량전달계수는 모델링으로 얻어진 값과 비슷한 결과를 보였습니다. 

?역방향과 정방향의 투과수량 비교는, 모델링에서는 역방향이 더 큰 증기압을 생성하기 때문에 투과수량이 더 높게 나타났으나, 실제 이 실험모듈에서는 정방향이 조금 크게 나타났으나, 작은 dcmd 모듈에서는 역방향이 더 높게 나타남을 언급하였습니다.

?농도 증가에 따른 투과수량 변화에서는 농도가 증가함에 따라 투과수량이 감소함을 보였고, 실험에 의하면 이는 투과수량이 농도 1~6%변화에 따라 10.9%감소함을 보였고, 이는 증기압에 의한 것보다 더 큰 투과수량 감소를 보인 것으로 나타났습니다.

4.Originality & Application
이 논문은 실험데이터를 바탕으로 하여 모델링을 도입, 실험치의 정확도를 분석하였습니다. 기본적인 모델링식을 이용, 물질, 열평형을 바탕으로 실험값을 증명하였습니다. 
농도에 대한 플럭스 변화에 대한 영향 고려시, 실험값에만 의존하여 분석하였으므로, 농도에 관한 모델링을 추가 적용하여 그 오차율에 관한 비교분석과, 온도 변화 및 유속의 변화의 폭을 좀더 높인 뒤 최적점을 찾는 시도를 해 보면 좋을 듯합니다.

5. Reviewer contact : 한진미(jmhan@gist.ac.kr)

첨부 (1)
20110203.pdf
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