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컵 임팩터의 설계에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Design of Cup Impactors 원문보기

한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집, 2003 Nov. 01, 2003년, pp.207 - 208  

김대성 (광주과학기술원 환경공학과) ,  이규원 (광주과학기술원 환경공학과)

초록
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현재 싸이클론, 임팩터, 원심분리기, 전기적 이동차분석기 등 다양한 기기들이 에어로졸샘플링 하거나 입경별로 분리하는데 이용되고 있다. 이러한 다양한 샘플러 중에, 임팩터는 설계 및 제작이 간편하고 입자를 쉽게 분리 및 포집할 수 있어서 입자 분리기술로 May(1945)가 개념을 처음 도입한 이래로 많은 연구가 진행되었고, 현재는 관성 임팩터(inertial impactor)의 단점을 극복한 가상 임팩터(virtual impactor) 및 컵 임팩터(cup impactor) 기술이 널리 적용되고 있다. 컵 임팩터 기술은 PM$_{10}$, PM$_{2.5}$ 등 많은 환경 계측 장비의 도입부에 사용되고 있는 기술이다 (중략)략)

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제안 방법

  • 컵 임팩터의 가속노즐 직 경을 변화시키고, 가속노즐과 입자포집컵 사이의 거리를 조절하면서 실험한 뒤, Stk 수에 따른 입자 통과율(Penetration)을 계산하였다. Stk 수와 입자 통과율과의 관계를 통해 컵 임팩터의 \/S馆50를 구하고, 그 값을 관성 임팩터나 가상 임팩터의 값과 비교하였다.
  • Model Mach 口 and LD)를 이용하여 측정하였다. 농도측정은 발생된 입자가 안정된 후, 3분 주기로 컵 임팩터의 유입유량(imput flow)의 입자 개수농도와 유출유량(output flow)의 개수농도를 각각 측정하여 입자 통과율을 계산하였다.
  • 본 연구에서는 다양한 컵 임팩터를 만들어 성능평가를 한 뒤, 그 결과를 토대로 하여 컵 임팩터의 설계 변수를 구하였다. 컵 임팩터의 가속노즐 직 경을 변화시키고, 가속노즐과 입자포집컵 사이의 거리를 조절하면서 실험한 뒤, Stk 수에 따른 입자 통과율(Penetration)을 계산하였다.
  • 본 연구에서는 다양한 컵 임팩터를 만들어 성능평가를 한 뒤, 그 결과를 토대로 하여 컵 임팩터의 설계 변수를 구하였다. 컵 임팩터의 가속노즐 직 경을 변화시키고, 가속노즐과 입자포집컵 사이의 거리를 조절하면서 실험한 뒤, Stk 수에 따른 입자 통과율(Penetration)을 계산하였다. Stk 수와 입자 통과율과의 관계를 통해 컵 임팩터의 \/S馆50를 구하고, 그 값을 관성 임팩터나 가상 임팩터의 값과 비교하였다.

대상 데이터

  • 본 연구에서는 가속노즐 직경이 4.5 mm, 2.6 mm, 그리고 2.2 mm인 3개의 컵 임팩터를 제작하였으며, 가속노즐과 입자포집컵 사이의 거리를 조절할 수 있는 spacer도 함께 제작하였다. 가속노즐 직경이 4.
  • 실험에 사용된 입자는 0.8~5 /an 크기의 PSL (polystyrene latex particles, Duke Scientific Corp.) 입자로 분무기(atomizer)를 이용하여 발생시켰으며, Aerosizer(API Inc. Model Mach 口 and LD)를 이용하여 측정하였다. 농도측정은 발생된 입자가 안정된 후, 3분 주기로 컵 임팩터의 유입유량(imput flow)의 입자 개수농도와 유출유량(output flow)의 개수농도를 각각 측정하여 입자 통과율을 계산하였다.
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