기계적 혼화와 수리학적 혼화가 결합된 인라인 믹서는 응집･혼화 공정에 있어서 그 효과가 여러 차례 증명되었다. 그러나 인라인 믹서는 대부분이 해외 기술이기 때문에 이와 관련된 국내 산업에서 활용하기에는 어려움이 있다. 따라서 효과적인 인라인 믹서의 활용을 위하여 국내 인라인 믹서의 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 국내 인라인 믹서의 기술 개발의 일환으로 임펠러의 형상에 따른 인라인 믹서의 혼화 특성을 평가하였다. 혼화 특성은 전산 유체 역학(computational fluid dynamic, CFD) 해석 결과를 이용하여, 임펠러 주위의 속도 벡터 분포에 의한 유동장의 형성 및 주입된 응집제의 농도 분포를 비교하였다. 임펠러의 형상은 여러 형상의 임펠러 중 일반적으로 혼화에 많이 쓰이는 플레이트 형상과 스크류 형상의 임펠러를 선정하여 적용하였다. CFD 해석은 실제 현장을 모사하기 위하여, 기초 실험을 통해 도출된 압력, 점도 등의 조건 하에서 진행하였다. 두 가지 형상의 임펠러에 따른 인라인 믹서의 혼화 특성을 비교한 결과, 플레이트 형상보다 스크류 형상의 임펠러를 적용한 결과가 더 나은 혼화 특성을 보이는 것으로 나타났다. 스크류 형상의 경우 플레이트 형상보다 형성되는 유동장의 범위가 넓었으며, 주입된 응집제의 농도 역시 고른 분포를 보이는 것으로 나타났다. 또한 플레이트 형상의 임펠러를 적용할 경우 혼화 과정에서 단락류가 발생할 가능성이 있는 것으로 나타났다.

Inline mixer, mixing device combined mechanical and hydraulic mixing, has been demonstrated many times to be effective in mixing process for coagulation. But most of inline mixer are difficult to utilize in relevant domestic industry since it is a foreign technology. So the development of domestic inline mixer is strongly needed. In this study, we compared mixing characteristics through computational fluid dynamics(CFD) analysis with different shape of impeller for the development of domestic inline mixer. The shape of the flow field by velocity vectors and the concentration distribution of injected coagulant were analyzed for comparison of the results. We chose two shapes of impeller(plate and screw), the CFD analysis for them was conducted to simulate actual field conditions. The screw-shaped impeller showed more well-mixing characteristics than the plate-shaped impeller from the results. On the other hand, short-circuiting flow could occur when the shape of impeller was plate.