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목적 : 반응챔버와 세정부로 구성되는 가스 스크러버는 반도체 제조공정으로부터 배출되는 폐가스를 정제하기 위해 사용되고 있다. 이때, 전반적인 운전안정성 및 높은 제거효율을 얻기 위해 스크러버에서 반응챔버의 효율적인 설계가 필수적이다. 이에 본 연구에서는, 상용 반응챔버에 대한 축소모델을 설계 및 제작하여, 상용 반응챔버의 개선설계안 도출방법을 제시하기 위한 기초자료를 확보하고자 하였다.
방법 : 본 연구에서는 상용 반응챔버에 대한 기하학적 상사 및 운동학적 상사를 만족하는 반응챔버 축소모델을 설계 · 제작하고 상용 CFD 코드를 이용한 수치해석 연구를 수행하여 반응챔버 내부 열유동 특성을 분석하고자 한다.
결과 및 토의 : 기하학적 상사를 만족하기 위한 2가지 무차원수, 운동학적 상사를 만족하기 위한 3가지 무차원수를 기반으로 상사성이 확립된 반응챔버 축소모델을 설계 및 제작하였다. 수치해석과 실험을 통해 반응챔버 내부 온도구배, 열효율과 같은 열유동특성이 분석되었고 해석결과를 검증하기 위해 특정 관측점에서의 온도를 실험과 비교 분석한 결과, 약 2.5~9.8% 평균 오차와 전반적인 온도분포의 유사성이 확인되었다.
결론 : 본 연구에서는 상사이론을 기반으로 설계 및 제작된 반응챔버 축소모델을 분석하였고, 이를 통해 개선설계안 도출을 위한 설계기초자료를 확보하였다. 이와 같이 본 연구에서 수행한 스크러버 반응챔버에 대한 연구결과는 다양한 종류의 스크러버를 설계하기 위한 자료로 활용될 것으로 기대한다.
방법 : 본 연구에서는 상용 반응챔버에 대한 기하학적 상사 및 운동학적 상사를 만족하는 반응챔버 축소모델을 설계 · 제작하고 상용 CFD 코드를 이용한 수치해석 연구를 수행하여 반응챔버 내부 열유동 특성을 분석하고자 한다.
결과 및 토의 : 기하학적 상사를 만족하기 위한 2가지 무차원수, 운동학적 상사를 만족하기 위한 3가지 무차원수를 기반으로 상사성이 확립된 반응챔버 축소모델을 설계 및 제작하였다. 수치해석과 실험을 통해 반응챔버 내부 온도구배, 열효율과 같은 열유동특성이 분석되었고 해석결과를 검증하기 위해 특정 관측점에서의 온도를 실험과 비교 분석한 결과, 약 2.5~9.8% 평균 오차와 전반적인 온도분포의 유사성이 확인되었다.
결론 : 본 연구에서는 상사이론을 기반으로 설계 및 제작된 반응챔버 축소모델을 분석하였고, 이를 통해 개선설계안 도출을 위한 설계기초자료를 확보하였다. 이와 같이 본 연구에서 수행한 스크러버 반응챔버에 대한 연구결과는 다양한 종류의 스크러버를 설계하기 위한 자료로 활용될 것으로 기대한다.
목차
1. 서론
2. 반응챔버 축소모델 설계
3. 수치해석
4. 반응챔버 축소모델 실험
5. 결론
References
참고문헌 (20)
참고문헌 신청
Ministry of Environment, Development of advanced eco-friendly treatment system for reducing the NOx, CO, and greenhouse gases emission in semiconductor processing, South Korea: CS Clean Systems, http://webbook.me.go.kr/DLi-File/089/5510181.pdf(2009).
H. W. Park, W. B. Cha, S. H. Uhm, Highly efficient thermal plasma scrubber technology for the treatment of perfluorocompounds (PFCs), Appl. Chem. Eng., 29(1), 10-17(2018).
S. C. Kim, Y. N. Chun, Numerical analysis of a gliding arc plasma scrubber for CO₂ conversion, J. Korean Soc. Atmos. Environ., 30(4), 339-349(2014).
L. S. Lebel, M. H. Piro, R. MacCoy, A. Clouthier, Y.-S. Chin, Concept for a cyclonic spray scrubber as a fission product removal system for filtered containment venting, Nucl. Eng. Des., 297, 60-71(2016).
A.-N. Huang, N. Maeda, S. Sunada, T. Fukasawa, H. Yoshida, H.-P. Kuo, K. Fukui, Effect of cold air stream injection on cyclone performance at high temperature, Sep. Purif. Technol., 183, 293-303(2017).
S. C. Kim, Y. N. Chun, Numerical analysis of a gliding arc plasma scrubber for CO₂ conversion, J. Korean Soc. Atmos. Environ., 30(4), 339-349(2014).
L. S. Lebel, M. H. Piro, R. MacCoy, A. Clouthier, Y.-S. Chin, Concept for a cyclonic spray scrubber as a fission product removal system for filtered containment venting, Nucl. Eng. Des., 297, 60-71(2016).
A.-N. Huang, N. Maeda, S. Sunada, T. Fukasawa, H. Yoshida, H.-P. Kuo, K. Fukui, Effect of cold air stream injection on cyclone performance at high temperature, Sep. Purif. Technol., 183, 293-303(2017).
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