전산해석 및 실험을 이용한 Vortex Separator 입자 분리 성능 분석

Abstract

본 연구에서는 네 개의 유입구를 가지는 Vortex Separator 내부의 밀폐된 영역 내에서 발생하는 회전에 의한입자상물질과유체의분리특성 파악을 위하여 전산유체역학을이용한수치해석과 실험 을수행하였다. Vortex separator는 접선방향운동량으로인해회전유동이 발생하여원심력과중력으 로 인한 입자상 물질과 유체의 분리가 이루어지므로 비정상 상태의 복잡한 흐름을 갖는다. 따라서 유 한체적법 기반의 3차원 점성 유동장의 비정상 해석을 수행하였으며 이상유동의 해석을 위하여 Euler-Euler 모델을 이용하였다. 효율적인 설계를 위하여 Vortex separator 내부의 세 가지 구조, 기 본 구조, 콘 구조, 접시 구조로 구별하여 입자상 체적비, 입자직경을 변경하여 그에 따른 분리효율을 비교하였다. 또한 전산해석을 통하여 얻어진 유동 재현을 확인, 검증하기 위하여 동일한 조건의 실험 을 수행하였다.유동이 발생하여원심력과중력으 로 인한 입자상 물질과 유체의 분리가 이루어지므로 비정상 상태의 복잡한 흐름을 갖는다. 따라서 유 한체적법 기반의 3차원 점성 유동장의 비정상 해석을 수행하였으며 이상유동의 해석을 위하여 Euler-Euler 모델을 이용하였다. 효율적인 설계를 위하여 Vortex separator 내부의 세 가지 구조, 기 본 구조, 콘 구조, 접시 구조로 구별하여 입자상 체적비, 입자직경을 변경하여 그에 따른 분리효율을 비교하였다. 또한 전산해석을 통하여 얻어진 유동 재현을 확인, 검증하기 위하여 동일한 조건의 실험 을 수행하였다.