DAILY PAPER REVIEW

1019_Desalination_Heat and mass transfer analysis in direct contact membrane distillation

 

 

1. Title & Authors
?Title 
: Heat and mass transfer analysis in direct contact membrane distillation
?Authors
: M. Qtaishat*, T. Matsuura, B. Kruczek, M. Khayet

2. Background of authors
: 주 저자는 M. Qtaishat 로서 캐나다 Ottawa 대학교의 화공학부 및 산업용 막 연구센터에 속해 있습니다.

3. Summary
?이 논문은 dcmd의 열전달에 관한 세부적인 분석을 한 논문으로 원수와 투과수의 온도경계층에서 열전달 플럭스의 질량전달의 영향을 확인하였습니다.
?수학적인 모델은 온도 경계층의 열전달 계수, 막/액체 경계면 온도, 온도 분극 계수, 질량전달 계수 및 증기 효율의 실험적 값을 평가하기 위하여 제안되었습니다. 실험으로 얻어진 원수의 유입, 유출 온도 와 질량 플럭스를 기반으로 하여 numerical 방법으로 확인하였습니다.
?우선, 실험에 의하여 온도는 증기압 증가와 함께 익스포넬셜 증가를 보이는 것과 염농도의 영향을 보면, 염 농도가 증가할수록 Raoult's law에 의하여 부분 증기압의 감소로 이어져 막 플럭스가 감소를 보였습니다. numerical 방법을 살펴보면, 각 온도마다의 상태를 예측하기 위하여 주 8개의 비선형공식을 FSOLVE코딩을 이용하여 풀었습니다.

?온도분극의 영향을 살펴보면, 먼저 문헌과 같이 벌크온도가 증가함에 따라 온도분극계수도 감소함을 보여줬으며, 이는 곧 온도분극의 영향이 더 큼을 알수 있습니다. 따라서 온도분극계수의 높은 값은 값을 얻으려면, 원수와 투과수율의 높은 유량과 난류로 인한 경계층의 열전달계수의 높은 값이 필요하고, 이것은 온도경계층의 저항력을 감소시켜 온도 분극영향의 감소를 이끔을 확인할 수 있었습니다.

?막 질량전달계수를 원수 벌크온도와 비교시, 벌크온도가 증가할수록 질량 전달계수도 함께 증가함을 보였습니다. 이것은 다른 문헌들과 같은 결과를 보인 것으로, 벌크 온도의 증가는 고여있는 공기를 통하여 물의 증기 확산(diffusion)계수의 증가를 보여줍니다. 

4. Originality & Creativity
이 논문에서는 실험과 시뮬레이션을 통하여 각 열전달 계수, 막/액체 경계층 온도, 막 질량전달 계수등은 투과수 플럭스의 측정과 원수의 유입, 유출 온도에 의하여 구할 수 있음을 보여 줬으며, 실험에서 순수를 이용한 다른 온도를 이용하여 실험하는 것은 꼭 필요함을 언급하였습니다. 또한 질량전달이 열 전달에 영향을 주는 것은 오로지 막 안에서만 발생되며, 각각의 막의 양쪽면에서는 그러한 영향이 미치지 않음을 보여주었습니다. 마지막으로 앞에서 언급했듯이, 온도분극영향은 양쪽 막 경계층에서의 열 전달계수가 높은 값을 보여주면 그 영향은 무시될 수 있음을 보여주었습니다.

5. Application
높은 유속으로 높은 온도의 조건으로 열전달계수의 값을 높여 온도분극의 영향이 어느정도까지 최소화 될 수 있는지를 에너지 효율과 함께 비교, 분석하고 싶습니다.

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

첨부 (1)
1019_한진미.pdf
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