[응용유체역학] Cyclone separator

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레포트 > 공학계열
2008.10.16
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소개글

[응용유체역학] Cyclone separator에 대한 자료입니다.

□ 서 론
□ 연구내용
◎ MODEL DESCRIPTION
◎ SIMULATION CONDITIONS
◎ RESULTS AND DISCUSSION
◎ PARTICLES FLOW PATTERN
□ 결 론
□ 참고문헌

본문내용

□ 서 론

◎ 조사동기

vortex가 포함된 유동에 대해 조사를 하는 프로젝트를 받고 주제선정을 위해 자료조사를 하던 중 집에 있는 필터교체가 필요없는 진공 청소기를 보게 되었다. 싸이클론의 원리를 이용했다는 것은 제품설명 통해 짐작할 수 있었고 이것이 vortex와 연관이 있을 것이라 생각하여 알아보니 싸이클론 집진장치가 사용된 것을 확인하였다. 그래서 이 싸이클론 집진장치의 정확한 원리에 대한 분석을 이번 프로젝트 주제로 선정하게되었다.

◎ 싸이클론 집진장치의 기본원리

싸이클론은 입자의 관성력 중에서도 원심력을 이용하여 입자를 분리해 내는 장치이다. 미세입자는 싸이클론 안으로 들어가서 유체와 함께 회전하게 되며 이중에서 원심력에 의해 싸이클론 벽에 충돌하는 관성이 큰 입자들은 아래로 흘러내려 포집되며, 관성이 작은 입자는 유체와 함께 회전하다가 빠져나가게 된다. 이와 같이 싸이클론 집진장치의 기본원리는 질량이 클수록 관성력의 일종인 원심력을 더 크게 받게 되어 유체의 흐름에서 이물질들이 분리되어 나가는 것이다. 사실 좀 더 복잡한 원리를 바라고 조사를 시작했는데 중학생도 이해할 수 있을 정도의 쉬운 원리를 이용한 것이라 조금 실망도 했고 주제를 바꿔야 할지도 모른다는 고민도 했었다. 그러나 우리가 원하는 것은 이런 기본원리가 아니라 싸이클론 집진장치 내부의 유동장과 그것과 vortex유동과의 관련성이므로 이 장치에 대해 더 구체적인 분석에 초점을 두고 계속해서 프로젝트를 진행하기로 했다.

□ 연구내용

자료를 조사하던 결과 우리가 원하던 싸이클론 내부의 유동을 수치적으로, 실험적으로, CFD 프로그램을 사용하여 분석한 논문을 찾게 되었고 우리는 그것을 기준으로 조사, 연구에 임하게 되었다.
여기에서는 대표적인 Lapple cyclone 분리기에서의 기체-고체 유동을 연구하기 위해 Fluent에서 RSM과 Stochastic Lagrangian model을 사용했다. 이 모델은 유체의 압력, 유동장, 입자의 움직임, 집진 효율에 대한 시뮬레이션 한 결과와 측정한 결과를 비교하여 검증될 것이며, 입자의 크기와 유체의 속도의 영향에 대해서도 논의해볼 것이다.

◎ MODEL DESCRIPTION

싸이클론 시뮬레이션에는 3가지 모델이 있다.
k-ε모델, algebric stress model(ASM) 그리고 RSM이다. k-ε모델은 isotropic한 turbulence 가정에 적용되므로 anisotropic한 싸이클론 유동에는 맞지 않다. ASM은 재순환 영역 과 Rankine vortex의 강력한 소용돌이 치는 유동에서 무시되거나 적게

참고문헌

◎ Numerical study of gas-solid flow in a cyclone separator / Xi'an university of Architecture and Technology
◎ 미세입자 측정기술 / 한국과학기술원 기계공학과 / 환경입자제어 연구실
◎ 네이버 / www.naver.com
◎ 위키피디아 / http://www.wikipedia.org

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