Flush Gate 형 슬러지 세척설비의 CFD 해석을 통한 설계 최적화 기술용역 과제를 수행하였다.
물흘림 게이트를 갖는 슬러지 세척설비의 작동은 아래 그림 1.과 같다.
(그림 1. Flush Gate 형 슬러지 세척설비 작동 예)
그림 1. 에서와 같이 좌측에 고여진 물을 정해진 순간 Gate 를 열어줌에 따라 좌측에 고여진 물의 수압에 의해 우측 바닥에 축적된 슬러지 들이 세척되는 원리로 작동되는 설비 이다.
본 flush gate 형 슬러지 세척설비에 대한 CFD 해석을 수행하기 위해 고객사로 부터 받은 자료는 아래와 같다.
- 설비 2D CAD 및 탱크 내의 저수량.
상기 문제에 대한 CFD 해석을 위해서 아래와 같은 절차로 진행하였다.
1. Flush Gate 개방은 탱크 수압에 따라 개방각과 각속도 등이 결정 됨.
2. 따라서, CFD 해석 수행 시 탱크 내 유체의 수압과 gate 구조물 형상에 대한 무게를 고려하여 동시 계산 및 유체-구조 연성해석 (FSI, Fluid-Structure interaction) 을 수행하였음.
3. Gate 개방으로 인해 물의 배출되는 현상 해석으로 하류 특정 위치에서 유체속도 분포 및 전단응력 계산 함.
FSI 해석을 통해 얻어진 시간에 따른 수문의 개폐각도는 그림 2. 와 같이 결과를 얻을 수 있었다.
(그림 2. FSI 해석을 통해 확보된 시간에 따른 수문의 개폐 각도 산출)
상기 결과로 부터 얻을 그래프를 수문의 개폐에 대한 함수로 지정하여 경계조건으로 설정하고 상기 설비에 대한 CFD 해석을 수행한다.
본 해석을 통해 얻어진 결과는 아래 그림 3. 및 그림 4. 와 같다.
(그림 3. FSI 해석을 통해 얻어진 수문 개폐각과 이로 인한 토출 유량)
(그림 4. FSI 해석을 통한 Flush Gate 형 슬러지 세척설비 하류 특정 위치 전단응력 결과)
상기 결과로 부터 저수된 물의 수압으로 인해 우측하부 바닥에 축적된 슬러지가 충분히 쓸려 내려갈 수 있음을 확인하였다.
“상기 기술에 대한 상세한 문의는 당사 고객센터 (070-8255-6001 / young@deltaes.co.kr)로 문의하여 주시기 바랍니다.
감사합니다.”