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심해저 망간단괴 양광기술 개발 연구 (II)

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자료유형 KIGAM 보고서
서명 심해저 망간단괴 양광기술 개발 연구 (II)
저자 윤치호
언어 KOR
청구기호 KR-99-T-01-1999-R
발행사항 과학기술부, 1999
초록 연구2차년도인 올해에는 장래 심해저 망간단괴를 양광하기 위한 근본적인 시도의 일환으로 기-액-고 3상유동 실험실 시험을 위한 최소한의 시설인 총 시설높이 4.3m, 실험수직높이 3.6m급의 소규모 실험시스템을 구축함과 동시에 실험용 모조단괴를 제작하고, 실험에 의한 공기양광시스템의 수직튜브내 미립단괴입자의 유송특성을 분석하며, 본 실험장치에 의해 분석, 확인된 실험치를 이용하여 '99년으로 예정된 확대된 30m급 실험실 규모설계에 적용하고자 한다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1)수직튜브 직경, 입자직경, 공기주입심도, 공기주입량, 고체주입량과 같은 실험인자들을 변화시키면서 구형 알루미나 입자와 비균질 모조단괴입자를 유송하는 공기양광장치의 성능실험을 수행하였다. 2)기-액 2상 유동실험을 수행하여 수직튜브내 기-액 2상 유동패턴을 분석한 결과, 공기겉보기속도가 0.5-10m/s인 구간에서 슬러그 및 천유동패턴이 유지됨을 확인하였고, 그 결과를 기-액-고 3상 유동실험에 적용하였다. 3)석탄비산제를 원료로 하고 폴리비닐알콜수용액을 조립제로 하여 진동조립기에 의해 모조망간단괴를 제조한 결과, 밀도 2,100-2,200kg/㎥, 원형도와 공간충적도가 각각 0.780-0.803 및 1.28-1.33로 실제 망간단괴의 밀도 및 형상에 매우 근사함을 확인하고 실험에 사용하였다. 4)기-액-고 3상 유동실험에서 공기주입심도를 변화시키면서 해수겉보기속도를 측정한 결과, 공기주입위치가 수직튜브 최하부 위치에 가까울수록, 해수의 겉보기속도가 증가하고, 보다 적은 공기주입량에 의해 고체입자들이 토출되는 양상을 확인하였다. 5)고체입자크기와 밀도에 따른 공기양광장치의 성능에 미치는 영향을 분석한 결과, 고체입자크기와 밀도가 작을수록 토출량이 증가함을 확인하였다. 6)공기주입부 하부에 위치한 흡입튜브내에서의 고체입자의 유동형태를 분석한 결과, 공기주입위치가 토출구하부에 가까울수록, 흡입튜브내 고체입자의 속도는 증가하고 관내체적점유율은 감소하는 반면에, 고체입자 크기가 증가할수록 입자속도는 감소하고 관내체적점유율은 증가함을 확인하였다. 7)공기주입위치별 효율을 분석한 결과, 공기주입부의 위치가 수직튜브 최하부 위치로부터 멀어질수록 공기양광효율이 크게 나타남을 확인하였다. 8)효율적인 버퍼시스템의 개념설계를 위해 버퍼시스템의 기능요인 분석과 형태 및 진동흡수장치의 영향등을 검토수행하고 초기개념설계도를 제시하였다. 9)본 실험에 의해 분석된 공기와 해수의 겉보기속도, 고체입자의 관내속도와 체적점유율, 공기주입압, 관내압력강하, 효율등의 데이터는 향후 확대된 30m급 규모의 양광실험시스템 설계자료로 이용될 것이다.
페이지 xxii, 119 p.
키워드 심해저, 망간단괴, 망간, 양광기술, 채광시스템, 수력펌핑양광, 공기부양실험시스템
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관리자
한국지질자원연구원
등록일
2099-12-22
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윤치호. (1999). 심해저 망간단괴 양광기술 개발 연구 (II). 과학기술부.