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2013.03.11 (17:00:24)

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      과제 목적

             - 본 해석의 주 목적은 OO전자 사업장에 설치된 가스보일러 연도 시뮬레이션을 수행하여, 특히 가스보일러의 저부

               하시 (MCR 30%) 발생되는 ECO후단의 압력진동 현상을 파악하는데 있다. 

               현 설비의 저부하시에 ECO후단 압력 진동은 약 ±20mmH2O, 연돌상단 부분(상단에서 2m 하부)은 약 0~2 mmH2O

               로 측정되고 있다.  특이점은 가스보일러의 고부하시(MCR 100%)에는 이러한 압력진동 현상이 발생되지 않는 점

               이다.


      보일러 연도 및 연돌의 구성도0311_01.jpg


       MCR 30%와 MCR 100%의 결과 검토(정압분포, Pa)
                 - 해석조건:  ECO후단유량~MCR 30%=9000m3/hr, MCR 100%=30000m3/hr

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            해석 결과에 의하면, 표.1에서 MCR30%는 연도 및 연돌에서 압력차가 -39.4[Pa]이며,  MCR100%는 98.7[Pa]이 발생 된다.

            이것은 MCR30%인 경우는 연돌효과에 의하여 ECO후단에서 음압이 발생되며,  이는 보일러 가압이 없어도 배기가스가

            충분히 잘 배출될 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 표.2에서 ECO후단의 사각덕트에서 원형덕트로 변경구간인 호퍼구간

            과 90도 곡관 후단에서 발생되는 압력 강하를 비교하면, 압력 강하는 MCR30%에서 약 24.26[Pa], MCR 100%에서

            약 59.27[Pa]의 압력 강하가 발생되어 연소 가스 유량이 상대적으로 많은 MCR 100%에서 더 많이 발생되는 것을 확인하

            였다.
            결과적으로 단순히 연도에서 발생되는 정압분포로 해석결과를 검토해보면 MCR30%가 MCR100%보다 연도 통풍력이

            좋은 것으로 판정되어 압력진동 원인을 찾기 힘들다.


       MCR 30%와 MCR 100%의 결과 검토(속도분포, m/s)
                 - 해석조건:  ECO후단유량~MCR 30%=9000m3/hr, MCR 100%=30000m3/h

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            해석결과에 의하면, MCR30%는 연돌커버에서 배기가스의 최대유속: 약4[m/s]이며, MCR100%는 최대 유속: 11[m/s]이

            발 된다. 일반적으로 배기가스의 대기확산을 높이기 위하여 연돌에서 배기가스의 평균 유속을 높게(15~20m/s 이상)

            유지  하지만 현 설비는 배기 가스에 오염물질이 없으므로 상대적으로 연돌의 직경을 크게 유지하였으며, 연도 및 연돌

            의 배기 저항도 작게 유지됨.  연돌커버에서 배가스 배출시의 큰 문제점은 발견되지 않음.


       ▣  MCR 30, 50, 70, 100%의 결과 검토(정압분포, Pa)
                 - 해석조건:  ECO후단유량~MCR 30%=9000m3/hr, MCR 100%=30000m3/h


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              해석 결과에 의하면, MCR이 증가할수록 연도에서 압력손실도 증가되는 당연한 결과가 나타나므로, 저부하시의 압력진

              동의 원인을 찾기 어렵다.


        ▣  MCR 30% 결과 검토(정압분포, Pa)
                  - 해석조건:  ECO후단 총압력조건(total pressure)~MCR 30%=-38.66[Pa]

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              ECO후단의 경계 조건을 총압력으로 설정한 경우, 연도에서 발생되는 압력 진동폭 및 압력 진동에 의한 유량 변화를 검토

              하였다.  해석결과에 의하면 MCR30%의 유량을 만족하는 총압력조건에서 연도의 난류유동에 의하여 발생되는 유량변화

             (표1.)는 전체 평균 유량의 약 2%정도이며, ECO후단의 유량 변화폭은 약 1.6%로 더 작았다.  또한 연돌 커버의 정압 진동

             폭은 약 1.4[pa] 정도로 나타났다.



           *  본 해석결과는 전북대학교 항공우주공학과 실험공력실험실 및 한서대학교 항공기계공학과와 공동연구로 수행되었

               으며, CFD S/W 라이센스 사용을 허락해준 상기 대학에 감사를 드립니다


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