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이상 제트 노즐을 사용한 순산소 폭기시스템의 이상유동 특성
Two-Phase Jet Flow Characteristics in the Pure Oxygen Aeration System Using Two-phase Jet Nozzle

정찬희    (충북대학교 기계공학부   ); 이계복    (충북대학교 기계공학부  );
  • 초록

    고농도의 페수처리를 위한 분사식 환형회로 반응조(Jet Loop Reactor)는 폭기조 내에 분사 노즐을 장착하여 기질과 주위 박테리아 사이의 산소전달을 촉진시키는 최신 설계기법이다. 본 연구에서는 분사식 환형회로 반응조의 최적 설계를 위해 이상제트 유동을 해석하였다. 반응조 내에서 폐수의 원활한 순환을 위해 요구되는 노즐 출구에서의 최소 속도가 존재하고 또한 유도관의 최적 위치와 직경의 크기에 따른 순환정도를 분석 하였다. 공기입자의 크기가 작을수록 반응조 내의 혼합효과가 증가하는 것을 알았고 이상 유동내의 난류유동과 혼합특성의 관계를 확인하였다.


    Jet Loop Reactor(JLR), in which a two-phase nozzle is installed, is the new design technique for the treatment of high concentration wastewater by accelerating of oxygen contacting between substrate and surrounding bacteria. This numerical study of the two phase jet flow was conducted to find the optimum design of JLR. It was shown that there was a minimum velocity in the nozzle for continuous circulation of wastewater. The optimum location and the size of the draft tube for continuous circulation were examined. It was certain that the smaller the air size is, the more the effect of the mixing increases. The relation between the mixing effect and the turbulence was confirmed.


  • 주제어

    분사식 환형회로 반응조 .   유도관 .   이상 노즐 .   최적 설계 .   순환.  

  • 참고문헌 (9)

    1. James, C. B., Anderson, G. K., Willey, A. R,. "High rate aerobic treatment of brewery wastewater using the jet loop reactor". Water Research, 57, 1217-1223,(1995) 
    2. 장진도, 황승민 "환경오염 저감을 위한 HCR의 내부 유동 특성에 관한 연구", 한국에너지공학회 춘계학술발표회 논문집, 153-157, (2000) 
    3. Patwardhan, S. V., "CFD modeling of jet mixed tanks", Chemical Engineering Science, 57, 1307-1318, (2002) 
    4. Wasewar, K. L. and Sarathi, J. V., " CFD Modeling and simulation of jet mixed tanks", Engineering Applicationsa of Computational Fluid Mechanics, 2, 155-171, (2008) 
    5. FLUENT, Fluent 6.3 User Guide http://www.fluentusers.com/fluent/training/intermediate/tutorials/index.htm(1), (2006) 
    6. 강성환 "jet loop reactor의 거동 특성", 대한토목학회논문집, 제21권, 제6-B호, 667-673, (2001) 
    7. 서민식, 김춘식, 이영호 "PIV에 의한 이중원관 제트의 유동 특성에 관한 연구", 대한기계학회 춘계학술 대회논문집 B, 405-411, (1998) 
    8. 황성훈 김윤제 "드래프트관이 장착된 교반기 내의 유동 및 혼합특성 연구", 유체기계저널, 제10권, 제1호, 56-53, (2007)     
    9. Wachsmann, U. and Vogelpohl, A., "Hydrdynamics of jet-driven loop reactor", Chem. Igen. technic., 59, 510-511, (1987) 

 저자의 다른 논문

  • 이계복 (30)

    1. 1998 "증기방출배관의 급격과도현상에 대한 해석적 연구" 에너지공학 = Journal of energy engineering 7 (2): 202~208    
    2. 1999 "온도구배를 갖는 평판에 대한 원형 충돌제트의 열전달 및 난류유동에 관한 실험적 연구" 空氣 調和·冷凍 工學 論文集 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering 11 (6): 855~860    
    3. 1999 "과냉수에서의 증기응축제트에 대한 해석적 연구" 에너지공학 = Journal of energy engineering 8 (2): 333~340    
    4. 2001 "비균일 온도분포를 갖는 평판에 대한 충돌제트의 열전달 및 난류유동특성에 관한 연구" 에너지공학 = Journal of energy engineering 10 (3): 272~277    
    5. 2001 "유압 브레이크계통의 과도맥동압력 제어특성에 관한 실험적 연구" 韓國産業應用學會誌 = Journal of Korea Society of Industrial Application 4 (1): 21~26    
    6. 2001 "유압주행모터의 변속시 발생하는 충격특성에 관한 연구" 韓國産業應用學會誌 = Journal of Korea Society of Industrial Application 4 (3): 305~310    
    7. 2002 "유체기구를 이용한 유압계통의 충격치제어에 수탄되는 반응지연에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 26 (11): 1488~1495    
    8. 2002 "유압제어계통의 액추에이터 응답시간 특성변화에 관한 실험적 연구" 韓國産業應用學會誌 = Journal of Korea Society of Industrial Application 5 (1): 21~26    
    9. 2003 "고체입자가 부상된 이상유동에서 운반유체의 난류강도에 대한 해석적 접근" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 27 (6): 813~820    
    10. 2004 "폐 바이오매스를 이용한 폐열 회수 열교환기에 관한 연구" 설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering 16 (6): 514~521    

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