분사액적 분포특성 향상을 위한 충돌면의 분석
Analysis of impingement wall for improving injection drop distribution
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초록
배기가스에 대한 환경규제가 점차 강화됨에 따라 연소기로부터 배출되는 유해배기에 대한 저감기술이 개발되고있다. SCR과 스크러버는 대표적인 선박배기저감기술로서 세정수를 분사하여 질소산화물과 황산화물을 저감하는 장치이다. 이러한 장치의 핵심기술은 분사된 액적의 분포특성을 향상함으로써 액적과 배기가스의 반응을 최대로 하는 것이다. 본 논문은 세정수의 분포를 최적화하기 위하여 충돌분무기술을 세정수 분사노즐에 적용하였으며 분사노즐 전방에 위치한 충돌벽면의 위치와 크기에 따른 분사액적의 거동을 분석하였다. 계산 조건은 충돌면이 없는 경우과 충돌면의 반경이 0.1 ~ 2.5 mm인 경우 및 노즐 홀과의 거리가 3 ~ 7 mm인 경우로 하였다. 분석결과 충돌분무가 충돌면이 없는 경우보다 매우 넓은 액적분포를 나타냈으며, 충돌면이 작을수록 액적이 아랫방향으로 분포하였고 충돌면이 클수록 반경방향으로 분포하였다. 전체공간에 넓게 분포하는 최적의 조건은 충돌면의 반경이 0.2 mm이고 충돌면의 거리가 3 mm인경우로 판단된다.
Abstract
As the environmental regulations for exhaust gases are gradually strengthened, many techniques for reducing the exhaust gas emitted from a combustor have been developed. Selective catalytic reduction(SCR) and scrubbers are representative ship exhaust emission reduction technologies, which reduce nitrogen oxides and sulfur oxides by injecting cleaning water. The core technology of these devices is to maximize the reaction of droplets with the exhaust gases by improving their distribution characteristics. In this study, an impingement spray technology was applied to the cleaning water injection nozzle to optimize the distribution of cleaning water, and the behavior of the spray droplets according to the position and size of the impingement wall, which is located in front of the injection nozzle. The wall radii of 0 mm (no-wall) and 0.1 to 2.5 mm, and the wall distances from 3 to 7 mm were tested. The results of the analysis showed that the impaction spray droplets were distributed much wider than those in the case of the no-wall. The droplets were distributed in the downward direction when the wall was smaller, and radially when the wall was larger. The optimum condition under which the droplets were widely distributed in the entire space was when the impingement radius was 0.2 mm and the distance was 3 mm.
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