HWAHAK KONGHAK, Vol.17, No.3, 167-178, June, 1979
수평식 역삼투관에서의 자연대류 현상
Free Convection Dominant Asymptotic Region in a Horizontal Tubular Reverse Osmosis
초록
수평식 관형 Reverse Osmosis에서 격막을 통한 물의 생산량은 축방향에 따라 감소한다는 종래의 해석과는 달리, 입구에서 조금 지나면 일정해진다는 것이 여러 실험결과로부터 알려지고 있는데, 이것은 농도차이로 인한 자연 대류 현상때문이라고 믿어진다. Prandtl 수가 큰 경우의 열전달 문제에 이미 적용되었던 것과 마찬가지 방법의 무차원 해석으로부터 간략화되어 얻어진 이차 운동에 관한 편미분 방정식을 적분방법으로 풀었다. 농도 Polarization과 물의 투과속도를 Reverse Osmosis의 성능으로 볼 때, 관의 맨윗쪽이 관벽 주위의 다른 위치에서 보다 더 좋은 것으로 나타났다. 얻어진 결과로부터, 사입유체의 농도, 운전압력, 관의 직경이 성능에 미치는 영향을 예측할 수 있다.
Axial invariance of production performance encountered in a horizontal tubular reverse osmosis has been analyzed by assuming that the free convection is the dominant transport mechanism. The governing equations, which had been deduced from dimensional analyses used in heat transfer problem with a large Prandtl number, have been solved approximately by the integral method. The numerical computations show that the system performance in terms of concentration polarization and wall permeation velocity, even if axially constant, is better at the top of the tube than at any other circumferential positions. The effects of system parameters such as feed concentration level, operating pressure and tube radius can also be explained from the results obtained.