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문제 정의
- 본 연구는 침대 그물형 이온풍 발생장치에서 방전 침전극의 곡률반경이 이온풍속의 크기와 발생 효율에 미치는 영향을 실험적으로 검토한 연구결과이다.
- 본 연구에서는 침대 그물형 이온풍 발생장치에서 방전 침전극의 곡률반경이 이온풍속의 세기와 풍속발생 전력효율에 미치는 영향을 실험적으로 검토한 결과는 다음과 같다.
제안 방법
- 열전 풍속계(AM, anemometer, Kanomax 6511, thermal flow probe type)로 풍속을 측정하였으며, 모든 실험은 실험장치(booth)내의 온습도가 제어된 공기중(20℃,30±2%RH)에서 실시하였다.
- 그림 1은 실험장치 개략도를 나타낸 것으로, 방전 침전극과 접지된 그물전극으로 구성된 이온풍 발생장치, 고전압 인가전원, 방전 전류 및 고전압 측정장치, 그리고, 이온풍속 측정장치로 구성하였다. 인가 고전압은 정 및 부극성 직류전원을 사용하였고, 방전전류와 전압은 전자전압계(DVM, Fluke, 179), 고전압 분압기(HP, high-volt probe, 1,000:1, Tektronix, P6015A), 그리고, 측정저항(RM, carbon film type)을 사용하여 측정하였다. 열전 풍속계(AM, anemometer, Kanomax 6511, thermal flow probe type)로 풍속을 측정하였으며, 모든 실험은 실험장치(booth)내의 온습도가 제어된 공기중(20℃,30±2%RH)에서 실시하였다.
대상 데이터
- 그림 1은 실험장치 개략도를 나타낸 것으로, 방전 침전극과 접지된 그물전극으로 구성된 이온풍 발생장치, 고전압 인가전원, 방전 전류 및 고전압 측정장치, 그리고, 이온풍속 측정장치로 구성하였다. 인가 고전압은 정 및 부극성 직류전원을 사용하였고, 방전전류와 전압은 전자전압계(DVM, Fluke, 179), 고전압 분압기(HP, high-volt probe, 1,000:1, Tektronix, P6015A), 그리고, 측정저항(RM, carbon film type)을 사용하여 측정하였다.
- 59mm)으로 가공하여 실험하였다. 접지전극은 그물(stainless mesh, 두께 0.7mm, 직경 25mm, 15mesh)을 사용하였고, 침전극과 그물 전극간의 간격은 10.0mm로, 그리고 그물전극과 풍속 측정부와의 간격은 10.0mm로 각각 고정하여 실험하였다.
- 침전극으로는 지름이 2.00mm인 스테인리스 봉을 6종류의 곡률반경(rC=0.01, 0.08, 0.14 0.20 0.42 0.59mm)으로 가공하여 실험하였다. 접지전극은 그물(stainless mesh, 두께 0.
성능/효과
- 40mm부근에서는 정극성의 값이 부극성과 비슷한 값을 갖는 것을 보여준다. 또한 동일 인가전압에서는 곡률반경의 증가에 따라 효율이 증가하고, 부극성에 비해 정극성의 효율이 매우 좋으며, 동일한 극성에서는 인가전압이 낮을수록 높은 효율이 높게 나타났다.
- 방전 침전극의 곡률반경이 커질수록 동일한 전압에서의 방전전류는 작음을 보여준다[10]. 이상의 결과는 방전 침전극의 방전 전류는 침전극의 곡률반경과 인가전압의 극성에 따라 매우 크게 영향을 받는 것을 보여준다[11, 12].
- 이상의 결과는 침대 그물전극형 이온 풍속 발생장치의 방전 침전극이 효과적인 이온풍 발생에 매우 큰 영향을 미치며, 최대 풍속 및 고효율의 이온풍 발생장치는 각각 적정 곡률반경의 침전극이 있음을 실험적으로 확인되었다.
- 이상의 결과로부터 침대 그물전극구조에서 침전극의 곡률반경을 적절히 선택함으로서 최적 코로나방전 전류와 인가전압을 얻을 수 있고[14], 따라서 최대 이온 풍속이나, 최대 이온풍속 발생 효율 등을 적절히 얻을 수 있음을 실험적으로 확인할 수 있었다.
- 특성을 나타낸 것이다. 이온풍속 발생효율은 방전 침전극의 곡률반경이 낮을수록 또 입력코로나전력이 낮을수록, 부극성의 경우보다 정극성의 경우가 더 높은 이온풍 발생효율이 얻어지는 것을 보여준다.
- 31배로 높은 값을 보여 주었다. 이온풍속 발생효율은 최대이온풍속 발생지점에서는 정 및 부극성인 경우 각각 14.45m/Ws와 3.50m/Ws로 정극성의 경우가 부극성의 경우보다 4.13배 더 높은 값을 보여주었다.
- 이온풍속 발생효율은 최대이온풍속 발생지점에서는 정및 부극성인 경우 각각 14.45m/Ws와 3.50m/Ws로 정극성의 경우가 부극성의 경우보다 4.13배 더 높은 값을 얻을 수 있음을 보여주었다. 인가전압이 10.
- 이온풍속의 세기는 인가전압이 높을수록 그리고 방전 침전극의 곡률반경이 클수록 큰 값을 얻을 수 있고, 정극성 방전 침전극의 경우가 부극성 방전 침의 경우보다 더 높은 이온 풍속을 얻을 수 있었다. 최대풍속 발생점에서의 전력 효율은 곡률반경이 작을수록, 부극성보다 정극성이 매우 높았으며, 또한, 최대 이온 풍속 값과 최대효율을 나타내는 침전극의 적정 곡률반경이 있음을 실험적으로 확인되었다.
- 13배 더 높은 값을 얻을 수 있음을 보여주었다. 인가전압이 10.0kV로 동일하면 곡률반경이 클수록 그리고 정극성이 부극성 경우보다 효율이 높았고, 곡률반경이 낮을수록 부극성의 경우가 효율이 낮았다. 즉, 정극성의 경우 rC=0.
- 최대 이온풍속 점에서의 전력효율은 곡률반경이 작을수록 그리고 정극성 경우가 부극성보다 크게 나타났으나, 부극성의 경우는 곡률반경의 증가에 따라 전력효율 변화는 거의 없었다. 정극성의 경우의 풍속 발생 전력효율은 침전극의 곡률반경의 증가에 따라 급격히 감소하고, 침전극의 곡률반경이 rC=0.40mm부근에서는 정극성의 값이 부극성과 비슷한 값을 갖는 것을 보여준다. 또한 동일 인가전압에서는 곡률반경의 증가에 따라 효율이 증가하고, 부극성에 비해 정극성의 효율이 매우 좋으며, 동일한 극성에서는 인가전압이 낮을수록 높은 효율이 높게 나타났다.
- 그림 6에서 이온풍속은 곡률반경의 변화에 매우 크게 영향을 받는 것을 보여준다. 즉 침전극의 곡률반경이 작을수록 낮은 인가전압에서 풍속이 발생하여 낮은 인가전압에서 최대 풍속에 이르고, 곡률반경이 클수록 높은 인가전압에서 풍속이 발생되어 매우 높은 전압에서 최대 풍속이 얻어짐을 보여준다.
- 0kV로 동일하면 곡률반경이 클수록 그리고 정극성이 부극성 경우보다 효율이 높았고, 곡률반경이 낮을수록 부극성의 경우가 효율이 낮았다. 즉, 정극성의 경우 rC=0.59mm에 YW=36.75m/Ws로 효율이 가장 높으며, 부극성의 경우 rC=0.01mm에 효율이 가장 낮은 YW=6.19m/Ws로, 5.94배의 큰 차이가 있음을 보여주었다
- 최대 발생 이온풍속은 정 및 부극성 방전 침전극의 경우, 곡률반경이 각각 0.42mm와 0.14mm일 때 각각 4.12m/s와 3.15m/s로서, 정극일 때가 부극성일 경우에 비해 각각 1.31배로 높은 값을 보여 주었다. 이온풍속 발생효율은 최대이온풍속 발생지점에서는 정 및 부극성인 경우 각각 14.
- 를 나타낸 것이다. 최대 이온풍속 점에서의 전력효율은 곡률반경이 작을수록 그리고 정극성 경우가 부극성보다 크게 나타났으나, 부극성의 경우는 곡률반경의 증가에 따라 전력효율 변화는 거의 없었다. 정극성의 경우의 풍속 발생 전력효율은 침전극의 곡률반경의 증가에 따라 급격히 감소하고, 침전극의 곡률반경이 rC=0.
- 이온풍속의 세기는 인가전압이 높을수록 그리고 방전 침전극의 곡률반경이 클수록 큰 값을 얻을 수 있고, 정극성 방전 침전극의 경우가 부극성 방전 침의 경우보다 더 높은 이온 풍속을 얻을 수 있었다. 최대풍속 발생점에서의 전력 효율은 곡률반경이 작을수록, 부극성보다 정극성이 매우 높았으며, 또한, 최대 이온 풍속 값과 최대효율을 나타내는 침전극의 적정 곡률반경이 있음을 실험적으로 확인되었다.
후속연구
- 12mm부근에서 반전됨을 보여준다. 이는 침전극 선단의 공간 전하의 영향에 의한 것으로 사료되나[12], 이에 대한 구체적인 이유는 추후 연구 과제라고 생각된다.
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