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[국내논문] 선박용 디젤엔진 SCR 시스템의 효율향상을 위한 점성유동해석 원문보기

한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회, 2016 May 19, 2016년, pp.88 - 89  

송하철 (목포대학교 조선해양공학과) ,  심천식 (목포대학교 조선해양공학과) ,  박윤용 (목포대학교 조선해양시스템공학과)

초록
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선택적 환원 촉매(SCR : Selective Catalytic Reduction) 시스템은 대기오염을 예방하기 위한 배기가스 처리장치 중 하나이다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD : Computational Fluid Dynamics)를 사용하여 SCR 시스템 의 효율향상을 위하여 ANSYS-CFX package를 이용하여 점성 유동 해석을 수행하였다. SCR 시스템의 점성 유동 흐름의 전산 유체 역학을 이용하여 시뮬레이션하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 지배방정식으로 사용하였다. CATIA V5를 사용하여 SCR 시스템의 형상을 3D 모델링을 하였고, 암모니아와 배기가스의 혼합 비율을 확인하기 위해 요소수 분사 노즐의 위치를 변경하였다. 요소수 분사 노즐은 배기관의 입구로부터 1/3, 1/2, 2/3에 위치한다. 또한, 분사 노즐의 위치가 배기관 입구의 1/3에 위치할 때 노즐의 분사구수에 따른 효율을 확인하기 위하여 분사구수를 4Hole, 6Hole, 8Hole일 경우를 확인하여 비교하였다. 시뮬레이션의 결과로는 배기관 입구에 가까울수록, 분사구수가 많을수록 효율이 좋아짐을 확인하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 요소수를 이용한 SCR 시스템에서 요소수 분사 노즐의 위치 및 노즐의 분사구 수에 따른 배기가스와 요소수의 혼합율과 정화효율을 확인하여 SCR 시스템의 효율을 향상시키는 방안을 모색하고자 한다. 
  • 본 연구를 통하여 선박용 디젤엔진 SCR 시스템의 수치해석을 통하여 분석하였다. 

가설 설정

  • 본 연구에서는 SCR 시스템의 유동을 3차원 정상상태의 난류 유동으로 가정하고, 촉매부는 층류로 가정하였다. 또한, 촉매변환기에서의 속도분포 및 압력계산을 위하여 연속 방정식과 운동량 방정식이 사용되었으며, 난류모델로 K-ε 모델을 사용하였다.
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