미세입자 제거를 위한 Multi Inner Stage Cyclone의 CFD 해석 및 검증 (CFD Explanation and Verification of Multi Inner Stage Cyclone for The Particle Removal)

서지정보

· 발행기관 : 한국컴퓨터정보학회
· 수록지 정보 : 한국컴퓨터정보학회논문지 / 18권 / 1호 / 149 ~ 156페이지
· 저자명 : 이상준, 김춘이, 이원주

초록

본 논문에서는 미세먼지를 제거하기 위하여 설계된 Multi Inner Stage(MIS) 사이클론을 대상으로 입자 제거효율에 대한 모의실험을 수행하고, 실제 입자에 대한 제거 효율을 확인하고자 하였다. 배출부는 –1,000Pa의 음압조건으로 설정하고, 전산유체해석 프로그램인 STAR-CCM+의 난류 모델과 lagrangian method를 이용하여 5㎛와10㎛입자에대해해석을실시한결과, 각각55.7%와64.1%의집진효율을보였다. 해석결과와MIS 사이클론장비의실제입자에대한제거효율의비교를위하여열반응기(heat reactor)를이용해SiO2 입자를생성시켜실험을 수행하였다. 실제 생성된 SiO2 입자의 제거 효율 실험에서는 유량에 따라 63~76% 집진효율을 나타냈다. 전자주사현미경(SEM; scanning electron microscope)과 광대역 미세먼지입자 측정기(WAPS; wide range aerosol particle spectrometer)를 이용하여 실제 생성된 SiO2 입자의 크기는 15~30nm인 것으로 검증하였다.
이에 일반 상용 알루미나 입자(5㎛, 10㎛, 그리고 20㎛)를 대상으로 MIS 사이클론의 입자 제거효율 실험을 재차수행한 결과, 76~95% 정도의 제거효율을 보임으로써 유동 해석보다 실제 실험이 더 높은 제거효율을 보인다는 것을 검증하였다.

영어초록

In this paper, Commercial program, STAR-CCM+, was used for computer simulation. And also Multi Inner Stage(MIS) cyclone which especially designed for the real experiments of particle removal efficiency. Under negative pressure condition of outlet, computer simulation was performed to predict the removal efficiency for 5㎛ and 10㎛ particles by using a turbulence model and lagrangian method. The simulation results are 55.7% and 64.1% for 5㎛ and 10㎛ particles,respectively. To compare the simulation results with the actual test of MIS cyclone, we generated the SiO2 particles by heat reactor. Although removal efficiency of actual tests is 63~76% at different flow rate, the size of SiO2 particles which confirmed by SEM(scanning electron microscope) and WAPS(wide range aerosol particle spectrometer) is too small(15~30nm) to compare each results. And so the alternative experiments were performed by using commercial alumina particles (5㎛, 10㎛ and 20㎛). It was shown that the actual removal efficiency, 76~95%,from MIS cyclone is higher than simulated one.

참고자료

· 없음