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심해저 망간단괴 양광기술 개발 연구 (I)

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자료유형 KIGAM 보고서
서명 심해저 망간단괴 양광기술 개발 연구 (I)
저자 윤치호
언어 KOR
청구기호 KR-98-T-05-1998-R
발행사항 과학기술처, 1998
초록 연구1차년도인 올해에는 장래 심해저 망간단괴를 양광하기 위한 근본적인 시도의 일환으로 실험실 시험을 위한 최소한의 시설인 총 시설높이 4.3m, 실험수직높이 3.6m급의 소규모 실험시스템을 구축함과 동시에 실험용 모조단괴를 제작하고, 실험에 의한 수력펌핑양광시스템의 수직튜브내 미립단괴입자의 유송특성을 분석하며, 본 실험장치에 의해 분석, 확인된 실험치를 이용하여 '99년으로 예정된 확대된 30m급 실험실 규모설계에 적용하고자 한다. 본 연구에서 수행한 실험실에서의 수력펌핑양광시스템의 수직튜브내 특성을 파악하기 위한 실험결과를 요약하면 다음과 같다. 1)수평튜브내에서의 고-액 거동특성을 파악하기 위해 실험모델을 제작하여 고-액 슬러리 유동에 영향을 미치는 실험을 수행한 결과, 입자의 유동양상을 안정층유동, 층유동 및 부유유동의 세 가지로 분류하였으며 유동현상은 입자의 크기가 증가할 경우 유동은 보다 싶게 일어나고 양단에 걸리는 압력도 작아지며 입자의 밀도가 작을수록 입자의 유동이 용이해짐을 확인하였다. 2)수직튜브내에서의 수력펌핑양광능력 분석실험을 위해 고-액 이상혼합물의 완전한 뷰유유동이 가능하며, 직경 20mm와 30mm의 투명 아크릴튜브로 구성된 총 수직높이 4.3m, 실험수직높이 3.6m인 개방된 순환형 유동실험 장치를 설계, 제작하였다. 3)수력펌핑양광실험에 사용된 고체입자는 입자의 화학적 구조가 Al₂CO₃ 92.0%, SiO₂ 6.95%, Fe₂O₃ 0.15%이하, MgO+CaO 0.25%, Na₂O+K₂O 0.65%이며 각각의 밀도가 3,698 ㎏/㎥, 3617㎏/㎥인 직경2mm, 3mm,5mm의 구형 알루미나 입자를 실험에 사용하였으며, 비산제를 원료로 폴리비닐알콜수용액을 바인더로 하여 진동조립법에 의해 밀도 2,100-2,200 ㎏/㎥, 형상계수 0.78-0.803, 공간점유계수 1.33-1.28인 모조단괴입자를 제조하였다. 4)고체입자의 토출체적점유율이 증가함에 따라 압력강하와 동수구배는 증가한다. 이는 고체입자의 토출체적점유율이 증가할수록 튜브내체적점유율 또한 서로 비례하여 증가하므로 토츨 또는 튜브내체적점유율의 증가에 따라 고체입자만의 정수두압이 수직튜브상부에 비해 수직튜브하부에서 보다 높게 나타나고, 튜브내 마찰손실 또한 증가하기 때문이다. 5)고체입자의 크기가 클수록 뉴브내 고체입자군의 침강속도 또한 증가하므로 튜브내 압력강하도 증가한다는 것을 확인하였다. 그러나 고체입자의 크기가 무조건 작아진다면 점성유동에 가까운 상태가 되어 토출구에서의 유실에 따른 실질적인 토출량이 저하될 수 있으므로 이에 대한 검토가 충분히 이루어져야 만 할 것이다. 6)튜브직경이 크면 클수록 튜부내 정수두압과 마찰손실이 작아지므로 압력구배와 동수구배가 감소하는 것을 확인하였으나 실제 직경확대에 따른 경제성이 동시에 검토되어야 할 것이다
페이지 160 p.
키워드 심해저, 망간단괴, 망간, 양광기술, 채광시스템, 수력펌핑양광, 양광
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한국지질자원연구원
등록일
2099-01-21
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윤치호. (1998). 심해저 망간단괴 양광기술 개발 연구 (I). 과학기술처.