병렬 설치형 저압막 모듈 배관의 유량 균등 분배 평가에 관한 연구

Abstract

목적 : 본 연구에서는 실제 정수처리에 적용되고 있는 외압식 저압막(정밀여과막, Microfiltration) 여과 공정을 대상으로 각 모듈로 유입되는 유량의 균등 정도를 실측하고, 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)를 이용하여 그 원인을 밝히고자 하였다. 방법 : 본 연구에서는 막 모듈배관에서 각 모듈로 유입되는 유량을 측정하기 위해 이동형 초음파 유량계를 사용하였으며, 이를 검증하기 위해 전산유체역학 기법을 이용하였다. 결과 및 토의 : 초음파 유량계를 이용한 실측과 CFD 모사 결과로부터 헤더 배관 끝단에 위치한 분지관으로부터의유출 유량이 유입구 근처의 분지관 유량보다 3배 높았다. 그 이유는 각 막 모듈 사이에서 발생하는 차압이 헤더파이프 끝으로 갈수록 더 높았기 때문이다. 결론 : 지관의 단면적의 합과 헤더 배관의 통수 단면적의 비를 약 80배 정도 감소할 경우 각 분지관에서 막 모듈로유입되는 유량이 거의 균등한 것을 확인 할 수 있었다. 또한 관내 흐름이 천이류 및 층류인 경우(Reynolds No.가대략 4,000이하) 각 분지관에서 막 모듈로 유입되는 유량을 균등화 시킬 수 있을 것으로 판단할 수 있다.