점적관개용 디스크 여과기의 디스크 형상에 따른 수두 손실 변화 분석

이 연구에서는 점적관개에 사용되는 디스크 여과기에서의 수두손실과 성능을 분석하기 위해 서로 다른 두 디스크 여과기에서의 수두손실 측정 실험을 진행하고 각 디스크 여과기의 디스크의 형태를 분석하였다. 디스크 여과기는 국산의 한슬테크 디스크 여과기 (이하 한슬테크)와 외국산의 알칼사 디스크 여과기(이하 알칼)를 선정하였다. 디스크의 형태를 분석하기 위해 디스크의 표면과 디스크 홈의 단면을 주사형 전자 현미경(FESEM)을 사용하여 100배로 확대하여 촬영하였으며, 디스크의 확대사진을 통해 디스크 홈의 형태 및 크기를 측정하였다. 디스크 홈의 단면적은 한슬테크가 알칼에 비해 더 컸으며, 한슬테크의 단면의 모양은 알칼과는 달리 곡선의 형태를 보여 주었다. 디스크 홈들이 디스크 여과기 내부의 물의 흐름에 독립적으로 작용한다는 가정 하에서 디스크 홈 하나에 대해 Reynolds 수를 계산하였으며, 이때 두 디스크 여과기에서 계산된 Reynolds 수는 모두 층류의 범위에 존재하였으며, 한슬테크에서의 Reynolds 수가 알칼에서보다 약 43% 더 작았다. 디스크 여과기의 수두손실 측정은 디스크 여과기의 입구와 출구에서의 물의 압력을 측정하여, 그 차이로 계산하였다. 디스크 여과기를 통과하는 유량이 약 3.87 ㎥/h 이상일 때, 디스크 여과기에서의 수두손실은 한슬테크에서 더 적었다. 디스크 여과기의 수두손실에 가장 큰 영향을 주는 디스크의 변수로는 디스크의 수평 두께(바깥쪽과 안쪽의 직경 차이)와 디스크 홈 단면의 크기로 분석되었으며, 디스크의 수평 두께가 짧고, 디스크 홈 단면의 크기가 클수록 디스크 여과기의 수두손실이 적게 나타나는 것을 알 수 있었다. 디스크 홈 단면의 모양 또한 수두손실에 영향을 줄 수 있는 요인으로 고려되며, 다른 디스크의 변수들이 통제되었을 때, 단면의 모양이 디스크 여과기의 수두손실에 주는 영향을 분석할 수 있을 것으로 보인다.