사이클론 vortex finder 구조에 따른 미세먼지 집진효율에 관한 연구
The Effect of Cyclone Vortex Finder Configurations on the Fine Particle Collection Efficiencies
초록/요약
본 연구에서는 낮은 효율과 압력손실이 큰 단점이 있는 사이클론을 보완하기 위해 사이클론 내부 vortex finder의 설계를 변경해 외부선회류를 증가시켜 집진효율 증대를 꾀하는 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 사이클론은 lab scale로 제작하였고 내부 장치의 설계 구조, 제원 및 운영조건에 따른 미세먼지의 집진 효율을 비교, 분석하여 집진특성을 분석하였다. 실험에 사용한 미세먼지의 입경은 1 ~ 16 µm의 분말을 사용했고, 유입속도는 12m/s, 본체 직경은 250mm를 기준으로 설계하여 실험을 수행하였고 내부장치는 그 형태에 따라 평행형, A형으로 구분하여 실험을 진행했으며 각각의 장치는 vortex finder 길이를 140mm, 190mm, 240mm로 구분하여 집진실험을 수행하였다. 본 실험의 결과 기본형 사이클론의 효율은 86 %, 평행형은 86 ~ 92 % 그리고 A형은 91 ~ 95 %의 집진효율을 보였다. vortex finder의 길이에 따른 결과는 길이가 길어질수록 증가 했으나 가장 큰 길이에서는 효율이 낮아져 최적 길이가 존재함을 도출하였다. 또한 사이클론의 3차원 수치해석을 통해서 내부 장치에 조건에 따른 외부선회류의 지속 및 형태에 대한 영향을 확인하였으며 사이클론의 실험 결과와 수치해석의 비교 검토를 통한 결과값을 토대로 최적 설계 가능성을 확인하였다.
more목차
제 1 장 서 론 1
1절 연구배경 1
2절 연구목적 3
제 2 장 이론적 배경 5
1절 분진 5
2절 집진설비의 종류 6
2.1 중력침강기(gravity settler) 6
2.2 원심력집진기(cyclone) 6
2.3 여과집진기(bag house) 6
2.4 전기집진기(electrostatic precipitator) 7
2.5 세정집진기(wet scrubber) 7
3절 사이클론 7
3.1 사이클론의 기본 구조 7
3.2 사이클론의 분류 8
3.3 사이클론의 작동 원리 9
3.4 접선유입식 사이클론의 설계치수 10
3.5 부분집진효율 11
3.6 절단입경 13
3.7 총괄집진효율 14
4절 평행 사이클론 15
제 3 장 실험방법 18
1절 평행 사이클론 제작 18
1.1 평행 사이클론 구조 18
1.2 평행 사이클론 타입별 헤드 19
2절 전체 공정도 22
2.1 평행 사이클론 실험장치 22
2.2 측정장치 23
2.3 실험용 분진 23
2.4 먼지발생기 24
2.5 유속조절장치 25
3절 수치해석 26
제 4 장 결 과 27
1절 분진 포집실험 결과 27
2절 시뮬레이션을 이용한 수치해석 결과 34
3절 집진효율 38
제 5 장 결 론 40
참고문헌 42
