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타공판에 따른 전기집진기 내의 유동분포
Flow Distribution in an Electrostatic Precipitator with a Perforated Plate 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.25 no.2, 2019년, pp.147 - 152  

김동욱 (충북대학교 환경공학과) ,  정상현 (한국기계연구원 환경기계연구본부) ,  심성훈 (한국기계연구원 환경기계연구본부) ,  김진태 (한국기계연구원 환경기계연구본부) ,  이상섭 (충북대학교 환경공학과)

초록
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각종 산업시설과 발전시설에서 배출되는 입자상 물질의 문제로 인하여, 입자상 물질의 제거 효율이 뛰어난 전기집진기의 중요성이 증가하고 있다. 전기집진기의 효율은 전기집진기 내부의 유동분포에 매우 큰 영향을 받으므로, 전기집진기 내부의 유동 균일화를 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 유입부, 디퓨저, 본체, 수축부로 구성된 길이 3.5 m, 높이 0.875 m 전기집진기를 제작하였다. 디퓨저에는 3개의 타공판을 설치하였다. 5개의 피토관을 높이 방향으로 부착하여 전기집진기 단면 55지점의 유속을 측정하였다. 디퓨저에 타공판이 설치되었을 때, 전기집진기 내부의 유동분포는 RMS%를 이용하여 평가하였다. 또한 타공판의 타공률 변화에 따른 유속분포도 분석하였다. 그 결과, 타공판이 전기집진기 내부의 유동분포에 미치는 영향이 매우 큼을 확인하였고, 디퓨저 입구에서부터 40%, 50%, 50% 타공률을 가진 타공판을 설치하였을 때, 가장 균일한 유동분포를 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Electrostatic precipitator that shows a good performance for the removal of particulate matter is important for controlling emissions from industrial facilities and power plants. The efficiency of the electrostatic precipitator on the removal of particulate matter is highly affected by the flow patt...

주제어

#전기집진기   #유속분포   #타공판  

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 유동분포 실험을 수행하기 위하여 실험실 규모의 전기집진기 장치를 제작하였다. Table 1은 전기집진기의 기본 사양을 나타내고 있으며, Figure 1과 Figure 2는 전기집진기의 구성을 보여준다.
  • 본 연구는 전기집진기의 성능 예측 프로그램 개발을 위한 기초자료를 확보하기 위하여, 실공정에서 주로 적용되는 바와 같이 디퓨저에 3개의 타공판을 설치한 후, 타공률에 따른 유동특성을 조사하였다. 집진기 단면에 대한 유속을 측정하여, 균일한 유동분포를 위한 최적 조건을 알아보고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전기집진기의 역할은 무엇인가? 최근 화력발전소, 소각장, 제조시설에서 배출되는 입자상물질 처리에 대한 관심이 높아지고 있어, 이를 제어하기 위한 대기오염 방지시설에 대한 관심이 집중되고 있다. 대기오염 방지시설 중 전기집진기는 배기가스 내 입자상 물질의 제거효율이 매우 뛰어난 것으로 알려져 있어, 그 수요와 중요성이 갈수록 증가하고 있다[1]. 하지만 전기집진기의 효율은 내부유동분포와 난류강도, 유속 등의 운전조건에 취약한 단점이 있어, 유동 제어장치가 없는 전기집진기 내의 유동은 발산에 의한 경계층 분리가 발생된다[2].
전기집진기의 효율에 영향을 주는 요소는 무엇인가? 각종 산업시설과 발전시설에서 배출되는 입자상 물질의 문제로 인하여, 입자상 물질의 제거 효율이 뛰어난 전기집진기의 중요성이 증가하고 있다. 전기집진기의 효율은 전기집진기 내부의 유동분포에 매우 큰 영향을 받으므로, 전기집진기 내부의 유동 균일화를 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 유입부, 디퓨저, 본체, 수축부로 구성된 길이 3.
유동 제어장치가 없는 전기집진기에서 발생할 수 있는 문제점은 무엇인가? 하지만 전기집진기의 효율은 내부유동분포와 난류강도, 유속 등의 운전조건에 취약한 단점이 있어, 유동 제어장치가 없는 전기집진기 내의 유동은 발산에 의한 경계층 분리가 발생된다[2]. 이러한 유동의 경계층 분리는 집진 영역에서 회전류와 와류의 형성을 초래하여, 집진기내에 불균일한 유동분포를 형성하고, 전기집진기의 효율을 저하시킨다[3]. 전기집진기의 효율에 대한 경험식들에서도 유속의 균일한 정도가 전기집진기의 효율에 매우 큰 영향을미칠 수 있음을 확인할 수 있다[4, 5].
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참고문헌 (11)

  1. Jedrusik, M., Swierczok, A., and Luszkiewicz, D., "Physical and Numerical Modelling of Gas Flow in Electrostatic Precipitator," Przegl？d Elektrotechniczny, 93, 2 (2017). 

  2. Barratt, D., and Kim, T., "A Banked Wide-Angle Diffuser with Application to Electrostatic Precipitators," Proc. Inst. Mech. Eng. A: J. Power Energy, 229, 88-98 (2015). 

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  3. Reneau, L. R., Johnston, J., and Kline, S. J., "Performance and Design of Straight, Two-Dimensional Diffusers," J. Basic Eng., 89, 141-150 (1967). 

    상세보기 crossref

  4. IDELCHIK, I., and Aleksandrov, V., "Effect of Nonuniformity of Gas-flow on Efficiency of Electrostatic Precipitators," Therm. Eng., 21, 85-87 (1974). 

  5. Jedrusik M., Elektrofiltry Rozwiniecie wybranych technik podwyzszania skutecznosci odpylania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej (2008). 

  6. Ward-Smith, A., Lane, D., Reynolds, A., Sahin, B., and Shawe, D., "Flow Regimes in Wide-Angle Screened Diffusers," Int. J. Mech. Sci., 33, 41-54 (1991). 

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  7. Sahin, B., and Ward-Smith, A., "The Pressure Distribution in and Flow Characteristics of Wide-Angle Diffusers using Perforated Plates for Flow Control with Application to Electrostatic Precipitators," Int. J. Mech. Sci., 35, 117-127 (1993). 

    상세보기 crossref

  8. Sahin, B., and Ward-Smith, A., "The Use of Perforated Plates to Control the Flow Emerging from a Wide-Angle Diffuser, with Application to Electrostatic Precipitator Design," Int. J. Heat Fluid Flow, 8, 124-131 (1987). 

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  9. Mehta, R., "The Aerodynamic Design of Blower Tunnels with Wide-Angle Diffusers," Prog. Aeosp. Sci., 18, 59-120 (1979). 

  10. Sahin, B., Ward-Smith, A., and Lane, D., "The Pressure Drop and Flow Characteristics of Wide-Angle Screened Diffusers of Large Area Ratio," J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 58, 33-50 (1995). 

    상세보기 crossref

  11. Swaminathan, M., and Mahalakshmi, N., "Numerical Modelling of Flow through Perforated Plates Applied to Electrostatic Precipitator," J. Appl. Sci., 10, 2426-2432 (2010). 

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