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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 염정국
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2022
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일반적인 산업시설에 사용되는 전기집진기는 약 1m/s 정도의 낮은 유속 조건에서 운전될 뿐만 아니라 집진기 입구에서의 유속이 거의 변하지 않는 유동 형태를 가지고 있다. 선박용 디젤엔진의 전기집진기의 경우 디젤엔진의 배기 특성으로 인해 맥동현상이 발생하고 엔진 운전 조건에 따라 배기유속도 다양하게 나타나는 경향이 있다. 이러한 디젤엔진의 배기 특성을 분석하여 전기집진기 챔버 설계의 기초 데이터로 활용하고, 수치해석을 이용하여 설계된 실험장치의 챔버 내 유동을 확인하도록 했다. 본 연구에서는 배기관 내 전기집진기 장착을 위한 배기관 내 유동해석을 위하여 유체의 열역학적 물성치(밀도, 점성계수)는 상수로 가정하고, 오염에 의한 유동 저항은 무시하며, 유로에서의 유동 분산은 동일하게 이루어지는 것으로 가정을 했다. 유체 유동 방정식인 Navier-Stokes 방정식을 풀기 위하여 운동량 및 질량보존법칙을 만족하도록 이산화 하는 방법인 FVM(Finite Volume Method)를 이용하고, 연속방정식과 운동량 방정식을 결합하기 위해 압력 보정식을 사용한 SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equation) 해법을 도입하여 사용했다. 실험조건으로 ISO 8178 E3 Mode중 가장 부하가 심한 75% 로드가 발생하는 조건을 실험조건으로 선정했다. 측정실험은 다양한 내부 유속 변화를 확인하기 위해 11가지의 Case로 내부 유량 값을 선정했는데 이는 전기집진기가 코로나 방전을 형성하는데 필요한 최대 유속 값을 확인하기 위해 선정한 값으로 미세먼지 포집형태에 따라 전기집진기 챔버의 최종 유속을 결정하기 위함이다. 수치해석의 경우 집진기 내부 통과 유체는 디젤 엔진의 배기가스를 적용하였으며 배기가스의 통과 유량을 기준으로 해석을 진행하였다. 해석 조건은 입구 유입 유량 별 11가지로 실험과 같고, 입구부에서 2000mm 떨어진 지점의 속도를 확인했다. 본 연구결과를 통해 전 세계적으로 강화되고 있는 국제 해양 대기 배출규제를 만족하고, 국내 연안 및 항만지역의 대기질 개선을 통해 국민 보건 향상에 기여 할 수 있을 것으로 생각된다. 중장기적으로 선박 대기배출의 오염 물질 관리를 통해 친환경 선박으로의 전환에서 주도적 역할을 수행하는 선박용 디젤엔진의 전기집진기 집진효율을 높이는데 주요한 연구 자료로 사용될 것으로 기대된다.
목차
Ⅰ. 서 론 11.1 연구 배경 및 필요성 11.2 연구 동향 및 목적 2Ⅱ. 연구 방법 42.1 실험 방법 52.2 수치해석 방법 11Ⅲ. 연구결과 및 고찰 163.1 실험 결과 및 고찰 163.1.1 전기집진기의 챔버 내부 유속 측정 163.1.2 Case별 엔진 실험 결과 173.2 수치해석 결과 및 고찰 193.2.1 유동 속도와 속도 균일도 지수 193.2.2 전기집진기 내부 유동해석 213.3 이론, 실험 및 수치해석 데이터 분석 28Ⅳ. 결 론 30참고문헌 32Abstract 34
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