산소 전달 특성에 미치는 이젝터 구동 노즐 면적비에 따른 혼합 분류의 영향

박상규,양희천,Park, Sang Kyoo,Yang, Hei Cheon 한국분무공학회 2022 한국액체미립화학회지 Vol.27 No.3

The objective of this is to experimentally investigate the effect of mixed jet on the oxygen transfer characteristics with the primary nozzle area ratio of an annular nozzle ejector for the application of a microbial fuel cell. A direct visualization method with a high speed camera system was used to capture the horizontal mixed jet images, and a binarization technique was used to analyze the images. The clean water unsteady state technique was used for the oxygen transfer measurement. The air-water mixed jet discharging into a water tank behaved similar to a buoyancy or horizontal jet with the primary nozzle area ratio. It was found that an optimum primary nozzle area ratio was observed where the oxygen transfer performance reached its maximum value due to the decrease of air volume fraction and the increase of jet length and air bubble dispersion.

정적혼합기술 응용 열교환기의 압력손실 및 열전달 특성

박상규,양희천,전준철,Park Sang-Kyoo,Yang Hei-Cheon,Jeon Jun-Chul 한국마린엔지니어링학회 2006 한국마린엔지니어링학회지 Vol.30 No.1

Heat transfer augmentation in heat exchangers has received much attention in recent years, mainly due to energy efficiency and environmental considerations. Many active and Passive techniques are currently being employed in heat exchangers, with some inserts providing a cost-effective and efficient means of augmenting heat transfer. The Purpose of this paper is to determine the pressure loss and heat transfer characteristics of a heat exchanger using static mixing technology. Experimental measurements were taken on two set-ups: a single tube heat exchanger and a shell-tube heat exchanger with two static mixing inserts. It was concluded that the static mixing inserts resulted in an increase in the pressure loss and heat transfer characteristics as can be expected.

2 X 2 교차설계법에서 모집단 생물학적 동등성 검정 방법 비교

박상규,임남규,이재영,김병천,Park Sang-Gue,Lim Nam-Kyoo,Lee Jae-Young,Kim Byung-Chun 한국통계학회 2005 응용통계연구 Vol.18 No.1

최근 미국을 위시한 선진국에서 제제간의 생물학적 동등성을 판단하는 기준이 생체 이용률의 평균치를 비교하는 시험에서 분산까지 같이 고려하는 기준으로 바뀌고 있다. 처방성과 교차사용성을 의미하는 모집단과 개인 생물학적 동등성이 바로 그것이다. US FDA에서는 2 × 4 교차설계법을 활용해서 제제간의 생동성을 입증하는 것을 추천하고 있다. 현재 US FDA에서 제안하고 있는 모집단 생물학적 동등성 평가 방법은 통계적으로 문제점을 가지고 있어 최근 Lee, Shao & Chow(2002), Chow, Shao & Wang(2003), 그리고 McNally, Iyer & Mathew(2002)에 의해서 수정된 평가 방법들이 제안되고 있다. 본 연구 논문에서는 그동안 제제간의 생물학적 동등성 평가 설계법이였던 2×2 교차설계법을 이용해서 모집단 생물학적 동등성을 평가하는 방법을 논의하고 최근 제안된 방법들을 모의실험을 통해 비교하여 가장 적절한 방법론을 제안한다. The US Food and Drug Administration(FDA) recommends that population bioequivalence and individual bioequivalence would be assessed to address the prescribability and switchability between a brand-name drug and its new formulation or generic copy in its 2001 guidance document. The test for population bioequivalence in the latest FDA guidance is recommended in 2 x 4 crossover design, but it turns out to be very conservative. Recently Lee, Shao & Chow(2002), Chow, Shao & Wang(2003) and McNally, Iyer & Mathew(2002) proposed new statistical methods for assessing population bioequivalence between drugs to correct the biasness of current FDA method. Since 2 x 2 crossover experiment is most welcomed design in bioequivalence testing, we adopt their methods to 2 x 2 crossover designs and compare their methodologies with FDA one through the simulation study.

에너지 변환 시스템에 적용을 위한 2상유동 이젝터의 성능 특성에 대한 실험적 연구

박상규(Sang Kyoo Park),양희천(Hei Cheon Yang) 대한기계학회 2020 大韓機械學會論文集B Vol.44 No.12

본 연구는 2상유동 이젝터의 설계변수에 따른 성능 특성에 대한 정량적 검증을 목적으로 한다. 이젝터의 설계변수인 혼합관 길이비와 디퓨저 출구 면적비에 따른 유량비 및 승압 특성을 분석하였다. 혼합관 길이비가 증가하거나 디퓨저 출구 면적비가 작아지면 유량비와 승압율은 증가 후 약간 감소하거나 일정하였다. 유량비가 최대가 되는 혼합관 길이비 12.2에서의 최적 압력비는 약 0.08이며, 등가 효율이 최대가 되는 최적 압력비는 0.12 정도로 나타났다. 최대 유량비 약 1.78일 때의 승압율은 약 32%, 승압효과가 최대가 되는 승압율 53%일 때의 유량비는 약 1.65로 나타났다. The aim of this study was to quantitatively investigate the performance characteristics with design parameters of a two-phase ejector. Using the mixing tube length ratio and diffuser exit area ratio, the mass ratio and lifting pressure characteristics were analysed. With the increase in the mixing tube length ratio or decrease in the diffuser exit area ratio, the mass ratio and lifting pressure ratio increased and then slightly decreased or were constant. The optimum pressure ratio of approximately 0.08 was observed at the mixing tube length ratio of 12.2, at which the maximum mass ratio was obtained. The optimum pressure ratio was approximately 0.12, at which the maximum equivalent efficiency was obtained. At the maximum mass ratio of approximately 1.78, the lifting pressure ratio was approximately 32 %. At the maximum lifting pressure ratio of approximately 53 %, the mass ratio was about 1.65.

에어레이션 성능에 미치는 이젝터 유량비의 영향

박상규(Sang Kyoo Park),양희천(Hei Cheon Yang) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集B Vol.45 No.11

본 연구는 환형노즐 이젝터를 이용한 에어레이션 공정의 혼합분류 및 산소전달 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 유량비 및 제어밸브의 개도에 따라 수조에 분출되는 혼합분류의 거동과 산소전달 계수 및 효율에 대해 정량적으로 분석하였다. 구동노즐이 혼합관 입구에서 멀어지면 구동유량은 증가하고 유량비는 감소하였다. 유량비가 증가하면 비 소요동력은 증가하며, 산소전달 계수 및 효율은 증가 후 감소하였다. 유량비에 따라 수조에 분출되는 혼합유동은 부력분류 또는 수평분류의 거동을 나타냈다. 제어밸브 개도가 커지면 비 소요동력 및 산소전달 계수는 증가하며, 밸브의 개도가 상대적으로 작은 경우에 산소전달 효율은 높게 나타났다. The aim of this study is to investigate the oxygen transfer characteristics of mixed jet experimentally during the aeration process with an annular nozzle ejector. Using the mass ratio and control valve opening, the mixed jet behavior discharged in the aeration tank and its oxygen transfer coefficient and efficiency were analyzed. As the primary annular nozzle moved backward from the inlet of the mixing tube, the primary flow rate increased and mass ratio decreased. With the increase in mass ratio, the specific input power increased and oxygen transfer coefficient and efficiency first increased and then decreased. The mixed flow discharged in the aeration tank behaved similar to a buoyancy or horizontal jet with mass ratio changes. The specific input power and oxygen transfer coefficient increased with enlarged control valve opening, and the oxygen transfer efficiency was high for a relatively small control valve opening.

폭기공정의 물질전달 계수와 기체 포집율 및 소요동력의 상관관계에 대한 비교연구

박상규(Sang Kyoo Park),양희천(Hei Cheon Yang) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.6

환경규제의 강화에 따라 수처리 비용이 증가하는 추세이므로 폭기공정의 에너지 이용효율을 제고할 수 있는 소요동력에 대한 보다 정량적인 연구가 필요하다. 본 논문은 폭기공정의 물질전달 특성을 규명하기 위해 물질전달 계수와 기체 포집율 및 소요동력에 대한 상관관계식을 제시하였다. 소요동력이 커지면 기체 포집율은 감소하고 레이놀드 수는 증가하며, 혼합유동 선단 도달거리와 확산도가 증대되므로 물질전달 계수는 증가하였다. 물질전달 계수와 기체 포집율 및 소요동력의 상관관계 규명을 위해 제시한 실험식은 최대 약 ±10%의 오차 범위에서 실험결과와 일치하였다. As stricter environmental regulation have led to an increase in the water treatment cost, it is necessary to quantitatively study the input power of the aeration process to improve the energy efficiency of the water treatment processes. The objective of this study is to propose the empirical correlations for the mass transfer coefficient with the gas hold-up and input power in order to investigate the mass transfer characteristics of the aeration process. It was found that as the input power increases, the mass transfer coefficient increases because of the decrease of gas hold-up and increase of Reynolds number, the penetration length, and dispersion of mixed flow. The correlations for the volumetric mass transfer coefficients with gas hold-up and input power were consistent with the experimental data, with the maximum deviation less than approximately ±10.0%.

중앙구동 이젝터의 설계변수에 따른 유동특성

박상규(Sang Kyoo Park),양희천(Hei Cheon Yang) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集B Vol.39 No.8

본 논문은 중앙구동 이젝터의 유량비에 미치는 설계변수의 영향에 대한 연구를 목적으로 한다. 중앙구동 이젝터의 설계변수는 구동노즐 출구 단면적 및 거리비, 디퓨저 출구 단면적비로 설정하였다. 실험장치는 가변노즐 이젝터, 전동 모터-펌프, 구동유체 저장수조, 제어판넬 그리고 고속 카메라 시스템으로 구성하였다. 유량비는 실험변수에 따라 측정되는 유입 공기량과 구동유체인 물의 유량을 이용하여 도출하였다. 유량비는 구동노즐 거리비와 혼합관 길이비가 커지면 증가하는 반면에, 구동노즐 면적비와 디퓨저 출구 면적비가 커지면 감소하였다. The objective of this study is to experimentally investigate the effect of design parameter on the mass ratio of a central-driven ejector. The design parameters are the primary nozzle area and distance ratios, diffuser exit-area ratio and mixing-tube length ratio. The experimental setup was an open-loop continuous circulation system which has a movable nozzle ejector, an electric motor-pump, a water tank, a control panel and high-speed camera unit. We calculated the mass ratio using the measured primary and suction-flow rates with the experimental parameter of primary water-flow rate or pressure. The results showed that the mass ratio increased with the primary nozzle distance ratio and mixing tube length ratio, while the mass ratio decreased with the primary nozzle-area ratio and diffuser exitarea ratio.

중심구동 이젝터를 이용한 수평 폭기 공정의 산소전달효율에 대한 실험적 연구

박상규(Sang Kyoo Park),양희천(Hei Cheon Yang) 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集B Vol.43 No.10

본 연구는 중심구동 이젝터의 구동 노즐 출구 면적비에 따른 수평 폭기 공정의 산소전달효율 특성에 대한 실험적 연구를 목적으로 한다. 산소전달효율 산출에 필요한 소요동력은 전동 모터의 전압과 전류의 직접 측정 및 베르누이 원리를 이용한 간접적인 방법으로 도출하였다. 면적비가 증가하면 유동저항 감소 효과에 비해서 구동유량의 증대효과가 더 크기 때문에 소요동력은 증가하였다. 구동유량이 많아지면 소요동력의 증가율이 산소전달계수의 증가율보다 더 높기 때문에 산소전달효율은 감소하였다. 소요동력을 직접적인 방법으로 산출하는 경우에 비해서 베르누이 정리를 이용한 간접적인 방법으로 산출하는 경우의 산소전달효율이 최대 7배 정도 높게 나타났다. The aim of this study is to experimentally investigate the characteristics of oxygen transfer efficiency with the area ratio of primary nozzle outlet in a horizontal aeration process. The input powers were calculated by measuring the electric voltage and current directly, and estimated using the indirect Bernoulli balance technique. It was found that as the area ratio of primary nozzle outlet increased the input power increased because the increasing effect of primary flow rate was higher the decreasing effect of flow resistance. With the increase in primary flow rate, oxygen transfer efficiency decreased because the rate of increase of input power was higher than that of the volumetric oxygen transfer coefficient. The oxygen transfer efficiency obtained via the indirect Bernoulli balance technique was up to seven times higher than that obtained by direct measuring technique.

이젝터를 이용한 순환양식 시스템 폭기공정의 혼합유동 특성

박상규(Sang Kyoo Park),양희천(Hei Cheon Yang) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集B Vol.37 No.9

본 연구는 환형 노즐 이젝터를 이용하여 수평방향 폭기공정의 혼합유동 및 산소전달 특성에 대한 실험적 연구를 목표로 한다. 실험변수는 이젝터 피치와 가압수 유량이며, 측정된 유량과 압력을 이용하여 유량비, 수두비 및 효율을 계산하였다. 이적터에서 분출된 혼합유동의 가시화를 통해 정성적 거동을 고찰하였으며, 용존산소량을 측정하여 총괄 산소전달계수를 도출하였다. 이젝터에서 분출된 혼합유동은 가압수의 운동량과 유입된 공기기포의 미립화에 따라 부력분류 또는 수평분류의 거동을 나타내었다. 기포의 크기에 기인하는 부력과 가압수의 운동량에 지배되는 혼합유동의 도달거리는 가압수와 공기기포의 접촉 면적 및 시간에 크게 영향을 미치기 때문에 산소전달률의 중요한 변수임을 유추할 수 있다. The objective of this study is to experimentally investigate the mixed flow and oxygen transfer characteristics of a horizontally injected aeration process using an annular nozzle ejector. The flow rate ratio, pressure ratio and ejector efficiency are calculated using the measured flow rate and pressure with the experimental parameters of the ejector pitch and primary flow rate. The visualization images of mixed flow issuing from the ejector are analyzed qualitatively, and the volumetric oxygen transfer coefficients are calculated using the measured dissolved oxygen concentration. The mixed flow behaves like a buoyancy jet or horizontal jet owing to the momentum of primary flow and air bubble size. The buoyancy force of the air bubble and the penetration of mixed flow are found to be important parameters for the oxygen transfer rate owing to the contact area and time of two phases.

토네이도 원리를 이용한 슬러리 펌프의 성능특성에 미치는 로터 형상의 영향

박상규(Sang Kyoo Park),양희천(Hei Cheon Yang) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.10

원심펌프와 구조 및 작동 원리가 다른 토네이도 원리를 적용한 슬러리 펌프의 성능특성에 미치는 로터 설계형상의 영향에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 십자 구조인 로터의 설계변수는 직경, 높이 및 두께로 설정하였으며, 설계변수에 따라 성능특성을 비교하였다. 로터의 직경과 높이가 커지면 펌프효율이 증가하는 반면에, 로터의 두께가 증가하면 효율은 감소하였다. 본 연구의 설계조건에서 높이가 최대인 로터가 직경이 최대인 경우에 비해 비면적은 약간 작지만 펌프효율은 더 높게 나타났다. An experimental study was conducted to investigate the effect of a rotor design on the performance characteristics of a slurry pump using the tornado principle. The slurry pump differs considerably in terms of construction as well as operating principle when compared to the conventional centrifugal pump. The design parameters of the cross-shaped rotor included the diameter, thickness and height. The total head, shaft and water powers, and pump efficiency as a function of flow rate were compared with the design parameter. It was found that as the rotor diameter and height increase, the efficiency increases, whereas, an increase in the rotor thickness decreases the efficiency. In the rotor design condition of this study, the specific area and efficiency of the maximum height rotor were, respectively, smaller and higher than those of maximum diameter rotor.