아주대학교

목차

제1장 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 국내외 연구 동향 6
1.3 연구 목적 9
1.4 연구 범위 및 방법 10
1.4.1 대용량 수열탄화반응기 열 유동 특성 평가 10
1.4.2 슬러지 물성에 따른 열 유동 해석 타당성 평가 11
1.4.3 수열탄화반응기 성능 분석 11
1.4.4 교반기 토크 및 구조안정성 평가 11
제2장 수열탄화반응기 설계 평가를 위한 연구 방법 12
2.1 개요 12
2.2 지배방정식 12
2.2.1 Navier-Stokes 방정식 12
2.2.2 에너지방정식 13
2.2.3 난류모델 14
2.2.4 다상유동(Multiphase) 모델 14
2.3 수치해석 기법 15
2.3.1 SIMPLE 알고리즘 15
2.3.2 Sliding Mesh 기법 17
2.4 FSI(Fluid-Structure Interaction) 평가 방법 19
제3장 수열탄화반응기 수치해석을 위한 타당성 검증 20
3.1 개요 20
3.2 계산 및 경계조건 20
3.3 격자 의존성 평가 26
3.4 하수슬러지 특성 30
3.5 1400L급 수열탄화반응기 승온분석 33
3.6 요약 37
제4장 대용량 수열탄화반응기 설계를 위한 수치해석 38
4.1 개요 38
4.2 계산 및 경계조건 38
4.3 기초설계 수열탄화반응기 승온 특성 43
4.4 대용량 수열탄화반응기 성능향상을 위한 설계 47
4.4.1 열매체유 자켓 유동 특성 47
4.4.2 L/D 변화에 따른 승온속도 52
4.4.3 교반 날개 단수 변화에 따른 승온속도 67
4.4.4 날개 각도에 따른 승온속도 70
4.4.5 교반기 rpm 변화에 따른 승온속도 75
4.5 설계 인자별 주효과 분석 77
4.6 요약 79
제5장 구조해석을 통한 교반기 날개 구조안정성 평가 81
5.1 개요 81
5.2 투입량 변화에 따른 토크 분석 81
5.3 FSI기법을 이용한 교반기 구조해석 84
5.3.1 교반기 날개 단순화 타당성 평가 87
5.3.2 교반기 날개 각도에 따른 FSI 해석 90
5.3.3 교반기 날개 두께에 따른 FSI 해석 97
5.3.4 교반기 rpm 변화에 따른 FSI 해석 103
5.4 요약 105
제6장 실증플랜트 검증을 통한 설계 타당성 평가 106
6.1 개요 106
6.2 실증수열탄화반응기 검증 106
6.2.1 실증 수열탄화반응기 구성 107
6.2.2 해석방법 및 경계조건 108
6.2.3 실증 수열탄화반응기 검증 111
6.3 대용량 수열탄화반응기 승온분석 114
6.4 요약 117
제7장 결론 118
참고문헌 125