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고전압 펄스의 수중인가 조건이 하이드록실 라디칼 생성에 미치는 영향
조승연,장인성 대한상하수도학회 2017 상하수도학회지 Vol.31 No.6
Recently, applications of high voltage impulse (hereafter HVI) technique to desalting, sludge solubilization and disinfection have gained great attention. However, information on how the operating condition of HVI changes the water qualities, particularly production of hydroxyl radical (·OH) is not sufficient yet. The aim of this study is to investigate the effect of operating conditions of the HVI on the generation of hydroxyl radical. Indirect quantification of hydroxyl radical using RNO which react with hydroxyl radical was used. The higher HVI voltage applied up to 15 kV, the more RNO decreased. However, 5 kV was not enough to produce hydroxyl radical, indicating there might be an critical voltage triggering hydroxyl radical generation. The concentration of RNO under the condition of high conductivity decreased more than those of the low conductivities. Moreover, the higher the air supplies to the HVI reactor, the greater RNO decreased. The conditions with high conductivity and/or air supply might encourage the corona discharge on the electrode surfaces, which can produce the hydroxyl radical more easily. The pH and conductivity of the sample water changed little during the course of HVI induction.
트리첼 펄스 코로나의 전기-유체역학적 해석과 실험적 검증
바트에르덴,이호영 국제차세대융합기술학회 2024 차세대융합기술학회논문지 Vol.8 No.2
본 연구에서는 트리첼 펄스 코로나 특성을 분석하기 위해 침-셀 평판 전극 모델에서 고전계와 전하에 대 한 연속 방정식을 결합하여 유한요소법 기반의 전기-유체역학적 해석과 검증 실험을 수행하였다. 전기-유체역학적 해석 모델은 고전계에 대한 푸아송 방정식과 전자, 양이온, 음이온 전하에 대한 연속 방정식으로 표현하여 검증된 상용화 해석 도구인 COMSOL Multiphysics에 적용하여 전산 수치 해석하였다. 효율적인 유한요소해석을 위해 침-셀 평판 전극을 2차원 축 대칭 차원에서 고전계-전하 운동장을 하나의 멀티피직스 시스템으로 수학적 모델링 하였다. 트리첼 펄스 전류 해석은 부극성의 고전압이 인가된 침 전극에 2차 전자방출을 경계 조건으로 입력하고 일반화된 에너지법을 이용하여 계산하였다. 전산 수치 해석과 동일한 형상과 입력 조건에서 측정한 실 규모 실험 을 수행하여 본 연구에서 구축한 전기-유체역학적 해석기법을 실험 결과와 비교 검증하였다. In this study, a finite element method based electro-hydrodynamic analysis and verification experiments were performed to analyze the Trichel pulse corona characteristics by combining the continuous equations for the classical field and charge in a needle-cell plate electrode model. The electro-hydrodynamic model is represented by Poisson's equation for the classical field and continuous equations for cation, anion, and electron charges, and applied to COMSOL Multiphysics, a validated commercial analysis tool, for computational numerical analysis. For efficient finite element analysis, the needle and cell plate electrodes were mathematically modeled as a single multiphysics system with the high field-charge kinetic field in the two-dimensional axisymmetric dimension. The Trichel pulse current analysis was calculated using the generalized energy method with secondary electron emission from a negatively polarized, high-voltage applied needle electrode as a boundary condition. Full-scale experiments measured under the same geometry and input conditions as the numerical simulations were performed to compare and validate the electro-hydrodynamic model developed in this study with the experimental results.
김신효,김희제,김현민,Kim, Shin-Hyo,Kim, Hee-Je,Kim, Hyun-Min 선박안전기술공단 2013 선박안전 Vol.34 No.-
최근 선저 부착 생물에 관한 문제가 환경오염으로 확대되고 그에 따른 여러 가지의 선체 방오 방법 중 특히 주석(Sn)의 화합물질의 화학반응으로 따개비 등의 오염 요소를 방지하는 기존 방법이 수은, 구리 등의 유독성 화합물에 의해 임포섹스 유발과 그에 따른 2차 오염 확산의 요인이 되어 2012년 7월부터는 유기주석화합물(TBT) 도료를 사용한 신규 선박은 규제되는 등 그 심각성이 대두하고 있다. TBT는 매우 미량의 농도에서도 다양한 생물학적 저해영향을 일으키는 것이 알려져 이를 대체하기 위한 여러 화학물질이 개발됐다. 본 논문에서는 이러한 추세에 따라서, 유독성 화합물의 독성을 벗어나 저 전류의 고주파 고전압 펄스 에너지를 이용한 새로운 환경조성을 통해서 부착성 패류의 선저 부착에 대한 특성을 연구하였으며, 특히 환경오염 및 해양오염에 영향이 적은 방오시스템을 개발하고자 하였다. 또한 본 연구에서 적용된 고전압 펄스 시스템을 이용하여 선체의 부식정도를 저감 가능한 시스템을 구현을 위한 기초 실험과 현재 이슈화 되고 있는 선박평형수의 살균장치에 적용하는 파생연구들을 통하여 해양오염방지 요소들을 겨냥하여 후속연구를 위한 토대를 마련하고자 하였다.
고전압 방전 충격펄스를 이용한 유용광물 회수에 관한 실험적 연구
조상호 ( Sangho Cho ),정상선 ( Sangsun Jeong ) 대한화약발파공학회 2022 화약발파 Vol.40 No.1
고전압 방전에 의한 파분쇄기술 중 ED(Electrical pulse Disintegration)는 고체 내 절연파괴를 유도하여 고체 내 취약한 경계면을 분리하여 유가자원을 분리·회수하는 고효율 자원처리 기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 고전압 방전에 의하여 고체 내 발생한 충격파가 황화광물 내 존재하는 아연광물의 단체분리특성을 분석하기 위하여, ED분쇄실험과 기계식 분쇄실험을 수행하고 분쇄산물에 대한 SEM-BSE 분석과 Microfocus X-Ray CT 분석을 수행하여 단체분리도를 비교하였다. Electrical pulse disintegration(ED) is known as an efficient technology for recovering valuable resources by inducing dielectric breakdown in solids to separate mineral interfaces in ores among the crushing technologies by high voltage discharge. In this study, ED crushing experiment and mechanical crushing experiment of sulfide minerals were performed, and SEM analysis and Microfocus X-Ray CT of the crushed product were performed in order to analyze the disintegration characteristics of zinc minerals exist in the sulfide minerals by the shock wave generated in the solid by high voltage discharge.
고전압 펄스 전계의 인가전압과 온도가 수중 칼슘 농도 저감에 미치는 영향
김재현,장인성 대한상하수도학회 2019 상하수도학회지 Vol.33 No.2
High voltage impulse(HVI) has been gained attention as an alternate technique controlling CaCO3 scale formation. Investigation of key operational parameters for HVI is important, however, those had not been reported yet. In this study, the effect of temperature and applied voltage of HVI on Ca2+ concentration was studied. As the applied voltage from 0 to 15kV and the temperature increased from 20 to 60°C, the Ca2+ concentration decreased, indicating that the aqueous Ca2+ precipitated to CaCO3. The Ca2+ concentration decreased up to 81% under the condition of 15kV and 60°C, Rate constant for the precipitation reaction, k was determined under different temper1ature and voltage. The reaction rate constant under the 15kV and 60°C condition was evaluated to 66☓10-3 L/(mmol·hr), which was 5 times greater than the k of the reaction without HVI at same temperature. The increases in k by HVI at higher temperature region(40 to 60°C) was much greater than at lower temperature region(20 to 40°C), which implies temperature is more important parameter than voltage for reducing Ca2+ concentration at high temperature region. These results show that the HVI induction accelerates the precipitation to CaCO3, particularly much faster at higher temperature.