Computational Analysis of Selective Water Vapor Permeation of Hollow Fiber Membrane Humidifier
Da In Park, Jongmin Chae, Sangseok Yu · Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B · 2019
중공사형 막 가습기는 수분 투과 특성 성능이 우수하고 크기가 작아 수소 연료 전지 자동차의 공기극 가습용으로 사용되고 있다. 막의 수분 투과 특성은 중공사형 막 가습기의 중요한 특성으로, 주요 영향 인자에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 막 가습기의 성능에 영향을 미치는 다양한 인자와 수분 투과율 사이의 상관관계를 확인하기 위한 전산 해석을 수행하였다. 중공사형 막 가습기는 원통중공관형 물질교환기의 형상을 선정하였으며, 3차원 대칭 구조 격자를 이용하였다. 입구 온도 조건과 가습조건, 양 단의 유량 조건을 변경하면서 전산해석을 진행하였고, 또 평행류와 대향류 유동 배열에 대한 특성도 확인하였다. 그 결과, 대향류 유동이 물질 전달에 유리하며, 습공기의 온도 및 유량이 건공기 보다 높을 경우 수분 투과 효율이 향상되는 것을 확인하였다. 또한, 유동 방향, 유량, 온도 조건 중에 온도 조건이 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다.