코로나 방전 가스 반응기 내부 유동 균일성 향상을 위한 베플 구조 최적화 연구

초록

본 연구에서는 대형 코로나 방전 반응기 내 유동 균일성 향상을 위해 베플 형상(A, B, C)과 설치 위치(0~300 mm)를 변화시키며 CFD 해석을 수행하였다. 분석 결과, A형 베플을 입구(0 mm)에 설치한 조건에서 가장 높은 속도 균일도 지수(UI)를 보여 가장 균일한 유동이 형성되었다. 이는 개구율이 크고 초기 유동 분산에 효과적인 구조이기 때문이다. 반면, C형 베플은 개구율이 작아 압력 손실이 크고, 후방 설치 시에는 오히려 균일도를 저하시키는 사례도 나타났다. 모든 형상에서 베플 위치가 후방으로 갈수록 균일도 개선 효과가 감소하였으며, 입구 근처 설치가 바람직한 것으로 분석되었다. 또한, 베플 적용에 따른 압력 강하와의 Trade-off 도 고려되어야 하며, 균일도 향상과 에너지 소비 간의 균형이 중요하다. 일부 조건에서는 베플이 유동을 악화시키는 경우도 있었으므로, 형상과 위치를 종합적으로 최적화하는 접근이 필요하다. 본 연구 결과는 최적 베플 설계 조건 도출을 통해, 유동 균일성 확보 및 시스템 성능 향상에 기여할 수 있음을 시사한다.

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