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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 처리가스의 제어 효율을 극대화시킬 수 있는 기류 흐름을 얻기 위한 목적으로 우선 고효율 멀티 집진기의 1단계 제진 과정인 원심력을 이용하여 조대입자의 유선 이탈을 촉진시킬 수 있는 사이클론 유동을 최적화시키기 위한 집진기 입구 형상 설계 검토를 위해 수치 해석적 연구를 수행하였다.
- 본 연구의 목적은 하나의 장치 내에서 “싸이클론 - 관성충돌 - 여과포 집진”이라는 다단 제진 단계가 동시에 이루어져 입경 분포별로 순차적인 제진이 가능한 멀티 집진기의 처리가스 제어 효율을 극대화시킬 수 있는 기류 흐름을 얻기 위한 최적화 설계 조건을 검토하는 것이다.
- 이에 본 연구팀에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 [그림 2]와 같이 하나의 장치 내에서 “싸이클론-관성충돌-여과포 집진”이라는 다단 제진 단계가 동시에 이루어져 입경 분포별로 순차적인 제진이 가능한 멀티 집진기(특허 출원 제10-2011-0068196호)를 산학공동기술개발사업을 통해 개발하고 있다.
- 이에 우선적으로 1단계 제진 과정인 원심력을 이용하여 조대입자의 유선 이탈을 촉진시킬 수 있는 사이클론 유동을 최적화시키기 위한 집진기 입구 형상 설계 검토를 위해 수치 해석적 연구를 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
가설 설정
- 압력장을 구하기 위해 연속 방정식과 운동량 방정식을 조합시키는 방법으로 Semi - Impicit Method Pressure - Linked Equations (SIMPLE) 알고리즘을 사용하였고, 벽면과 고체 표면에서의 전단 응력은 벽함수(wall function)를 이용하여 계산하였다. 촉매층은 실제 형상과 공극을 모델링하여 구현하는 것이 불가능하므로 porous jump model을 이용하여 다공성 물질로 가정하고 국부 유속에 대한 단위 면적당 압력강하로 계산하였다.[5]
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