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문제 정의
- 본 연구는 액적 및 증기 상태의 수분을 포함한 기체에서 액적을 제거하는 액적 제거장치의 초기 상대습도 변화에 따른 액적 제거효율을 액적 표면에서의 증발-응축을 고려하여 살펴보았다. 액적 제거 효율 예측을 위해서는 난류에 의한 확산 고려가 매우 중요하며, 10 μm 이하의 액적의 크기 변화는 상대습도 변화에 따라 크게 나타나는 것을 확인하였다.
- 본 연구에서는 셰일가스 생산 공정과 같이 고압 조건에서 상압으로 배출되어 다량의 응축 액적을 함유한 연료가스의 액적 제거 현상을 파악하기 위해, 입구 습도에 따른 액적 크기 변화와 이에 의한 액적 제거 효율의 변화를 전산해석을 통해 살펴보고자 한다.
가설 설정
- 1단의 두 번째 갈고리 부근에서의 급격한 유속 변화로 인해, 이 영역에서 관성에 의한 액적 분리가 주로 일어날 것으로 예측할 수 있다. 액적 제거장치 1단과 2단의 유속 분포는 동일하게 형성됨을 확인할 수 있다.
- 액적을 포함한 유동 해석을 위해서 수증기를 포함한 유체 유동은 연속 유체로, 액적은 분산 유체로 가정하고 해석을 수행하였다. Fig.
- 2192e-2이다. 액적이 벽면에 충돌하는 경우, 벽면에 부착되어 제거되는 것으로 가정하였다.
- 2에 제시한 2단의 액적 제거장치의 단일 채널을 대상으로, 유체 유량 10 m3/min 조건에서 입구의 상대 습도가 각각 40%,90%, 100%인 조건에 대해 해석을 수행하였다. 유체유동은 비압축성 정상상태 유동으로 가정하였으며, 2차원 계산영역에서 중력에 의한 영향은 무시하였다. 해석 프로그램으로 FVM 기반의 Fluent(v13)를 사용하였으며, 난류 모델로는 증강 벽면 조건이 적용된 RKE 모델을 적용하였다.
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