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pp.549-557
본 연구에서는 강화되는 황산화물 및 입자상물질의 배출규제를 만족시키기 위한 후처리장치인 스크러버(scrubber)에 대한 수치 해석적 연구를 수행하였다. 먼저 수치 해석을 통하여 기존 스크러버의 문제점을 파악하고, 이러한 문제점들을 개선할 수 있는 새로운 형 태의 와류형 스크러버를 설계하여 분석하였다. 그 결과 와류형 스크러버에서 배기가스는 하부에서 와류를 형성하고 그 중 일부는 바닥면 을 통과하여 가이드 베인을 따라 배출되는데, 이 때 수직 방향의 압력구배는 크지 않으나 배플의 내·외부에는 압력차가 발생하는 것으로 나타났다. 배기가스 유선의 형태를 확인한 결과, 물이 분사되지 않는 경우에는 물이 분사되는 경우에 비해 가이드 베인을 따라 출구까지 일정하게 유동하였으며, 유동의 형태에 가이드 베인과 노즐의 배열 및 수압 등이 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 와류형 스크러버의 경우 입·출구의 차압이 기존의 스크러버 대비 절반 이하로서 기관의 배압에 미치는 영향이 훨씬 적은 것으로 나타났다.
Numerical studies have been carried out on scrubbers, which are after-treatment devices to satisfy strengthened emission regulations for sulfur dioxide and particulate matter. We investigated the problems with existing scrubbers through numerical analysis and designed and analyzed a new swirl-type scrubber that could solve these problems. As a result, with the swirl-type scrubber, exhaust gas formed a vortex in the lower part of the device, and some of this gas was released along the guide vane through the bottom surface. In this case, the pressure gradient in the vertical direction was not large, but a pressure difference between the inside and outside of the baffle was generated. The shape of the exhaust gas stream was investigated, and when water was not sprayed, the exhaust gas flowed constantly to the outlet along the guide vane, in contrast to when water was sprayed. It was confirmed that the shape of the flow was influenced by the guide vane, nozzle arrangement and water pressure. In the case of the swirl-type scrubber, impact on engine back-pressure was minimal, because differential pressure at the inlet and outlet was less than half of that with a conventional scrubber.
2. 스크러버 기초설계를 위한 수치해석
2.1 지배방정식 및 이산화방법
2.2 수치해석 방법
3. 수치해석 결과 및 분석
3.1 일반 스크러버에 대한 수치해석 결과
3.2 와류형 스크러버에 대한 설계 및 수치해석 결과
3.2.1 와류형 스크러버 설계 형상
3.2.2 계산격자 및 경계조건
3.2.3 수치해석 결과
4. 결 론
References
