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문제 정의
- 출구 압력손실과 집진효율에 초점이 맞춰져 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구는 기초적인 자료를 수집하고 데이터를 확보흐】는데 목적이 있기 때문에 작동유체를 공기로 가정하여 압력강하 및 속도분포에 주안점을 두어 연구를 수행하고자 한다.
- 이에 비해 사이클론 집진기는 사이클론을 이용하여 25um 이상의 입자에 대하여 90% 이상의 집진효율이 있고, 고효율인 경우 8um 이상의 입자에서 80%까지 집진효율을 가지는 것으로 알려져 있다. 따라서 환기되는 물질의 특성에 따라 사이클론 집진기를 사용할 경우 공학적인 설계기준을 마련하고자 한다
- 본 연구는 대형 용접작업장에서 발생되는 용접 흄 및 분진을 제거하는 사이클론 집진기에 대한 설계모델을 제시하고자 한다. 기존의 중력 집진기의 경우 건조하고, 중량이 있는 입자상 물질이 자중(自重)에 의해 분리되는 장치로서 비교적 설계가 간단한 것이 특징이다.
- 본 연구는 오염물질을 배출하는 환기시스템에서 비교적 큰 입자상 물질을 분리 및 제거하는 방법으로 구조가 간단하고, 유지비 및 설치비가 저렴할 뿐 아니라 압력손실이 낮은 장점을 가지고 있는 반면 시설의 규모가 크고 미세입자에 대한 집진효율이 낮은 것이 단점으로 지적되고 있다. 사이클론 집진기의 경우 충돌식 중력 집진기와 마찬가지로 여과 집진기나 전기 집진기와 같은 고효율 집진장치를 유지.
- 실제 도금공정시 설치되는 국소환기 설비 전체에 대한 시뮬레이션에 대한 해석을 수행하는 것을 컴퓨터 용량 및 처리속도와 밀접한 관련이 있으며, 본연구에서 조사하고자 하는 원심력 집진기의 최적 형상을 도출하는 것이 목적일 경우 각각의 모델에 대한 성능이 상대적으로 적용되기 때문에 본 연구에서는 원심력 집진기 부분만 해석을 수행하고자 한다. 따라서 본 연구에서 관심 영역인 집진효율에 초점 맞추면 원심력 집진기로 유입되는 유량을 속도로 환산하여 입구 경계조건으로 부여하고, 출구의 경우 유동과 온도 기울기가 Zero가 되도록 설정하여 순수하게 원심력 집진기 내부에서 발생되는 유동 패턴을 계산하였다
- 2와 같이모델링 되어진다. 여기서 설계변수를 접선 유입 식과 확장 유입식 2가지 모델에 대한 검토를 수행하고자 한다.
가설 설정
- 본 연구에서는 도금 공정시 유해물질의 분리배출에 대한 원심력 집진기 내부의 유동현상을 기술하는 지배방정식에 대하여 3차원 정상상태의 난류 유동으로 가정하였으며, 공기유동에 관한 연속 방정식, 운동량 방정식, 난류운동에너지 방정식 그리고 난류운동량 소산 방정식이 함께 계산되었다. 또한 유동 장내의 밀도변화에 대한 부력항을 사용하기 위해 에너지 방정식도 포함되어 있다.
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