DAILY PAPER REVIEW

1031_JMS_Theoretical modeling and experimental analysis of direct contact membrane distillation

 

 

20101129 by Jinmi Han
1.Title & Authors
?Title 
: Theoretical modeling and experimental analysis of direct contact membrane distillation
?Authors
: Tsung-Ching Chen, Chii-Dong Ho?, Ho-Ming Yeh

2.Background of authors
: 주 저자는 Tsung-Ching Chen로서 타이완 타이페이에 위치한 탐캉대 화공학부 및 에너지 및 광전재료연구소에 속해 있습니다.

3.Summary
?이 논문은 DCMD 공정의 온도 분극분포도를 예측하기 위하여 모델링 하였습니다. 평판모듈 장치를 이용하였으며, 이 수치결과는 유한차기법을 이용하여 얻어졌습니다. 동시에 그 결과로 생긴 선형방정식 시스템을 4차의 Runge-Kutta method법으로 풀었습니다. 그 결과는 실험값과 일치하는 결과를 보였습니다. 여기서 knudsen flow와 poiseuille flow가 이 모델에서 적용됐으며, 투과수 생산량에 대한 유입수 온도와 유량의 영향에 대하여 분석하였습니다. 
?평행한 흐름패턴에서는 채널의 압력과 적정한 유량을 유지하기 위해 시스템 압력차 영향은 무시하여 적용한 결과 뜨거운 영역의 30~45℃ 영역에서 유량증가에 따른 투과수량의 증가가 실험치와 거의 일치하는 결과를 보였습니다. 또한 유량의 증가는 온도분극의 영향을 감소시키는 결과를 나타냈습니다. 그 원인을 살펴보면 온도분극은 막을 통한 투과수 플럭스에 지배적인 영향을 미치기 때문입니다. 
?또한 예측한 온도분극비를 살펴보면, 증기가 흐름방향으로 나아갈 때 증가하며, 유입온도와 유량이 증가할때는 감소하는 것으로 나타났습니다. 이는 열경계층 두께가 유량의 증가와 함께 감소하여 막표면온도의 증가로 이어지기 때문인 것으로 나타났으며, 온도분극비는 뜨거운 채널에서 더 높게 나타나고, 이 온도분극은 횡단선 좌표축 뿐만 아니라 흐름방향에 따라서도 나타난 다는 것을 확인할 수 있었습니다. 

4.Originality & Creativity
이 논문에서는 2D, 평판모듈, 정방향 numerical study를 한 결과, 난류가 층류보다 DCMD 장치에서 높은 온도차를 유발하고 운영비용을 감소시킬 수 있는 영향을 준다는 것을 확인하였으며, 층류에서는 막습윤형상을 막을 수 있다는 것, 높은 펌프압력이 요구되지 않는 다는 것을 확인하였습니다. 또한 스페이서를 이용하면서 난류발생을 줄일 수 있고, 이는 앞에서 언급했듯이 실험데이터와 거의 일치한 결과를 나타내었습니다. 

5.Application
여기서 정방향으로만 시뮬레이션 하였지만, 이를 역방향으로 적용시킨다면 좀 더 큰 효율을 얻으면서 동시에 온도분극 분포도의 차이도 좀더 확실히 확실할 수 있을 것이라 생각합니다.

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

첨부 (1)
1031_한진미.pdf
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