DAILY PAPER REVIEW

1007_JMS_Heat and mass transfer resistance analysis of membrane distillation

 

 

1. Title & Authors
?Title 
: Heat and mass transfer resistance analysis of membrane distillation
?Authors
: A. M. Alklaibi*,† and Noam Lior‡

2. Background of authors
: 주 저자는 A. M. Alklaibi로서 사우디아라비아 Jeddah 기술대학의 기계공학부에 속해 있으며, 교신저자인 미국 펜실베니아 대학의 기계공학 교수 Noam Lior와 함께 MD 모델링 관련 연구를 하고 있는 것으로 알려져 있습니다.

3. Summary
?- 이 논문은 DCMD와 AGMD의 물리적인 질량전달 저항력에 대한 연관된 효과들이 공정의 이해를 향상시키고 더 낳은 방법을 모색할 수 있도록 평가되었습니다. 저항력은 저자 A. M. Alklaibi의 이전에 실행된 시뮬레이션을 바탕으로 계산되었으며, 이 두 공정 모두 2차원의 문제로서 momentum, energy, diffusion의 식을 적용하였으며, 그 결과는 실험 데이터와 비교하여 유효성을 확인하였습니다. 
?- 뜨거운 용액의 온도 변화에 따른 질량 전달 저항력의 영향을 살펴보면, AGMD의 경우 유입 온도가 증가할수록 각 영역의 저항력은 감소하는 것으로 나타났습니다. 그 원인은 gas/vapor 저항력의 감소는 총 저항력의 감소를 보여주기 때문입니다. 따라서 뜨거운 용액의 높은 온도가 중요함을 보여주었습니다. DCMD의 경우도 마찬가지로 뜨거운 용액의 주입 온도가 증가할수록 막 저항력이 상당히 감소됨을 보여주었습니다. 
?- 차가운 용액의 온도 변화에 따른 질량 전달 저항력 영향을 살펴보면, AGMD에서는 온도변화에 따른 영향이 적지만 DCMD에서는 그 영향이 상당한 것으로 나와있습니다. 낮은 차가운 용액 온도에서 뜨거운 영역의 질량전달력은 중요하지만, 차가운 영역의 질량전달력은 그러한 비중을 보이지 못하였습니다. 따라서 차가운 영역의 온도가 낮을 때, 차가운 영역의 유속도 증가함을 나타내었습니다.
?- 유입농도에 따른 질량전달 저항력비의 영향 : 유입농도에 따른 저향력의 변화는 AGMD의 경우 2%~5%의 농도변화를 주었을시 약간의 증가가 있었을 뿐 별 영향을 주지 않았으며, DCMD의 경우 총 저향력의 거의 일정하게 유지됨을 보여서 플럭스에는 전혀 영향을 주지 않았습니다.
?- 뜨거운 영역과 찬 영역의 유입속도에 따른 질량 전달 저항력 비: 뜨거운 영역의 경우 뜨거운 영역의 유속 변화시 뜨거운 영역의 질량전달저항력이 DCMD가 AGMD보다 더 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 다른 영역의 질량전달저항력은 거의 영향을 미치지 않았습니다. 따라서 뜨거운 영역의 유속변화는 오로지 원수 영역에만 영향을 줍니다. 
차가운 영역과 뜨거운 영역의 유속변화에 따른 저항력의 변화를 비교시, 뜨거운영역의 유속변화가 더 큰 것으로 결과가 나왔습니다. 그 원인은 뜨거운 용액의 전달 저항력이 찬 용액보다 전체 질량전달 저항력의 큰 비중을 차지하기 때문입니다. 

4. Originality & Creativity
결과적으로 각 변수 변화에 따른 질량전달저항력의 변화를 시도한 것은 공정을 이해하고, 향상시키는데 효과적인 방법이었던 것 같습니다. 뜨거운 영역의 유입온도와 air gap이 가장 저항력에 큰 영향을 미치는 것을 볼 수 있었으며, 결과적으로 AGMD보다는 DCMD 저항력에서도 변화의 폭이 큰 결과를 보였습니다. 

5. Application
이 결과는 최상의 플럭스를 얻기 위해서는 큰 비중을 차지하므로, 실험과 시뮬레이션 시 이 영향을 크게 미치는 변수들을 이용하여 변화되는 수치의 값을 얻는데 도움이 될 것 같습니다. 

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

첨부 (1)
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