A two-phase flow in mini-channels is consist with various flow regimes (such as bubble slug, annular, churn flow) according to gas and liquid phase flow rates. A previous researches revealed that in a case of slug flow in hydrophobic mini-channels, gas and liquid phase are perfectly separated by interfaces and triple contact line. In this study, the single dry slug flow experiments in circular mini-channel (D = 1.018 mm) are conducted to observe interfacial break-up phenomena in high capillary number range (Ca < 0.02). The slug is consist with D.I. water or D.I. water-ethanol binary mixtures (5% and 10%, mole fraction). On the base of previous researches, we calculate the pressure drop at moving triple contact line. In an addition, a single dry slug flow is visualized by using high-speed camera. Through the experiment, three regimes of pressure drop are observed; steady, loss, separation. As a result, criteria between steady and loss regimes is closely related to capillary number, and criteria between loss and separation regimes is related to surface tension.

At a two phase flow, according to gas and liquid phase flow rates, various flow regimes are developed such as bubbly, slug/plug, churn, annular, droplet flow and so on. At a two phase flow in small scaled channels, among various flow regimes, the intermittent flows such as bubbly, slug/plug flow are developed in the broad regions of two phase flow pattern map. In particular, the flow regimes are influenced by surface wettability. In a case of slug flow in hydrophobic small scaled channels, gas and liquid phases are perfectively separated by interfaces and contact line. The pressure drop of the two-phase flow is largely generated at moving contact line. Therefore, to well design two-phase flow system with small scales, it is important to estimate the pressure drop at moving contact line. In this study, on the basis of previous research, the pressure drop at moving contact line is experimentally measured for a various fluids (0-40% water-ethanol mixtures). And, the previous correlation to estimate pressure drop at moving contact line is verified by experimental data. In an addition, we discuss interfacial broken phenomena of slug flow in a minichannel. (D=1.555mm).

Poly vinylidene fluoride (PVDF) 중공사막을 polyethylenimine (PEI)와 p-xylylene dichloride (XDC)를 이용해 친 수화 시킨 후 poly(vinyl alcohol) (PVA)과 가교제인 poly(acrylic acid-co-maleic acid) (PAM) 혼합용액을 코팅하여 막을 제조 하였다. 중공사막 표면의 코팅여부는 scanning electron microscope (SEM)을 통해 관찰하였으며, 막의 특성평가를 위해 물/에 탄올 혼합액에 대한 투과증발 실험을 수행하였다. 공급액 조성은 90 wt% 에탄올 수용액을 사용하였으며, 가교제 농도, 공급 액과 반응온도 변화에 따른 투과도 및 선택도를 측정하였다. 투과도는 반응온도 100°C, PAM 농도 3 wt%, 공급액온도 70°C 에서 1,480 g/m 2 hr, 그리고 선택도는 반응온도 100°C, PAM 농도 15 wt%, 공급액온도 25°C에서 αW/E = 82의 결과를 얻을 수 있었다.

본 연구는 poly(vinyl alcohol) (PVA)와 가교제 poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA_MA)을 이용하여 제조된 막에 tetraethylorthosilicate (TEOS)를 도입하여 물-에탄올 계에 대한 투과증발 실험을 다양한 가교온도별(120~140℃), 조업온도별(25~70℃)로 수행하였다. TEOS의 함량은 PVA 대비 3, 5, 7 wt%를 사용하였으며, 원액의 조성은 무게비로 물 10, 20, 30 및 50%에 대하여 조사하였다. 물 에탄올 = 10 : 90 조성, 조업온도 50℃에서 선택도 1730과 투과도 16.3g/m2·hr를 PVA/7 wt% PSSA_MA/5 wt% TEOS 막이 보여 주었다.

본 연구는 poly(vinyl alcohol) (PVA)와 가교제 poly(strene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-MA)을 이용하여 제조된 막을 물/에탄올 계에 대한 투과증발 실험을 25, 35 및 45℃ 수식 이미지에서 수행하였다. 가교제의 함량은 7, 9, 11 wt.%를 사용하였으며, 원액의 조성은 무게비로 물 50, 20, 10 및 공비점인 4.4%에 대하여 조사하였다. 일반적인 투과증발 결과와 마찬가지로 가교제 함량의 증가 및 조업온도 증가에 따라 투과도 및 선택도에 대한 대표적 경향을 보여 주었다. 물 : 에탄올 = 10 : 90 조성에서 그리고 45℃ 수식 이미지에서 선택도 12003와 투과도 58.92g/m2·hr 수식 이미지를 PSSA-MA 11 wt%의 막이 보여 주었다.

글루탈알데히드와 황산을 이용하여 가교된 키토산 복합막을 제조하였다. 제조된 복합막은 글루탈알데히드와 황산용액을 이용하여 표면말을 선택적으로 가교하엿다. 제조된 키토산 막에서의 키토산과 아세트산간의 착체형성의 영향을 관찰하기 위하여 수산화나트륨으로 중화하여 성능을 비교하였다. 황산으로 표면을 가교한 경우 코팅된 활성층의 투과증발에 대한 영향을 관찰하였다. 글루탈알데히드로 가교된 키토산복합막은 지지체의 종류를 변화시키면서 투과증발성능을 비교하였다. 지지체의 순수투과성능이 증가할수록 투과유량은 비슷한 값들을 유지하였으며, 선택도는 증가하다가 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 수산화나트륨으로 키토산을 중화시킨 경우에는 선택도는 감소하였고 투과유량은 유지되는 경향을 나타내었다. 황산을 이용하여 표면을 이온가교시킨 경우 키토산 복합막은 활성충우ㅏ 두께가 증가할수록 가교시간이 증가하여야 최적의 가교조건을 나타내었다.