수질오염처리용 포기조에서 산소의 물질전달특성연구

국문 초록 (Abstract)

이 실험은 포기조의 최적운전조건과 포기조 설계시 도움을 주기 위한 설계자료를 도출하기 위해서 포기조의 성능을 결정하는 매우 중요한 요소인 산소전달 속도를 측정하였고 산소전달 속도에 영향을 주는 공기공급량, 액체교반속도, 포기용액온도, 공기분배 및 액상교반시 일체형과 분리형, 임펠러의 수를 실험변수로 두고 각각의 특성에 대한 상관관계를 실험하였고, 이들 실험변수에 따른 총괄물질전달계수의 상관식을 도출하고자 하였다. 포기조내에서 산소전달특성 실험은 다음의 4가지 연구결과로 나타났다.
첫째는 총괄물질전달 계수는 공기공급량, 교반속도 및 액상온도가 증가할 때 동시에 증가하며, 특히 공기 공급량의 증가시 매우 큰 효과를 보인다. 그러므로 총괄물질전달계수에 가장 큰 영향을 미치는 변수이다.
둘째는 총괄물질전달계수는 임펠러의 수에 거의 영향을 받지 않고 공기공급량, 교반속도 그리고 액상온도가 증가할 때 증가하는 경향이 있다. 임펠러 수에 따른 총괄물질전달계수의 차이는 교반속도가 250rpm의 낮을 때는 기울기의 차이가 거의 없었으나, 교반속도가 750rpm일때는 임펠러의 수가 1개, 2개에 비해 3개가 급격히 증가했다. 이것은 임펠러의 위치가 영향을 미친것으로 생각되며, 나중에 이 부분의 연구가 필요할 것으로 생각된다.
셋째는 이 연구를 통해서 아래와 같은 총괄물질전달계수의 상관식을 만들 수 있었다.
K_La = 0.50801N^0.3641Qg^0.8000T^0.4445S^0.2287
마지막으로 포기조내에서 교반과 공기분배가 동시에 일어나는 일체형은 포기되는 산소가 선회류를 형성하여 체류시간이 증가하였고, 기체와 액체 접촉면이 많아져 접촉효과가 증가함으로써 교반과 분배가 분리해서 포기되는 분리형에 비해 더 큰 총괄물질전달계수를 갖게 됨을 알 수 있었다.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 제1장 서론 = 1
• 제1절 연구배경 = 1
• 제2절 연구목적 = 2
• 제2장 이론적 배경 = 2
• 제1절 기본원리 = 2
• 제2절 이중막 이론 = 3
• 제3절 포기 시스템의 종류 = 10
• 3.1 회전식 산기 포기 시스템 = 10
• 3.2 정지 포기 시스템 = 12
• 3.3 터빈 포기 시스템 = 13
• 3.4 기계 포기 시스템 = 15
• 3.5 수중터빈 포기 시스템 = 19
• 제4절 포기 시스템에 대한 특성, 장·단점 = 22
• 제3장 산소전달특성 실험 = 24
• 제1절 실험의 개요 = 24
• 제2절 실험장치 및 방법 = 25
• 제4장 실험결과 및 고찰 = 27
• 제1절 공기공급량, 교반속도 및 액상온도의 영향 = 27
• 제2절 임펠러의 수와 위치의 영향 = 30
• 제3절 총괄물질전달계수에 대한 상관식 = 35
• 제4절 공기분배 및 액상교반 방식의 영향 = 37
• 제 5 장 결론 = 39
• 참고문헌 = 41