| 학회 |
한국화학공학회 |
| 학술대회 |
2022년 봄 (04/20 ~ 04/23, 제주국제컨벤션센터) |
| 권호 |
28권 1호, p.976 |
| 발표분야 |
[주제 12] 화학공학일반(부문위원회 발표) |
| 제목 |
Optimizing operating condition of microbubble scrubber using image processing and computational fluid dynamics (CFD) |
| 초록 |
Microbubble (MB)은 작은 크기로부터 부피-대비 작은 표면적, 긴 체류시간, 라디칼 생성 등에 이점을 활용해 다양한 산업에서 활용되고 있다. 본 장점을 바탕으로 MB을 대기오염물질 제거에 활용하여 저감효율을 극대화시키는 MB scrubber를 개발하였다. MB scrubber는 U자 형태의 venturi를 포함한 관구조이며 흡입 송풍기와 방해판을 활용한 음압 조건속에서 발생하는 압력차이로 인하여 bubbly flow를 형성함으로써 대기오염물질을 흡수 및 제거한다. 그러나 본 scrubber에서 형성되는 MB의 크기 측정 및 활성표면적 분석이 불가능하여, 장치의 최적 운전조건을 결정하기 어려웠다. 본 연구에서는 MB scrubber에서 형성되는 버블을 image processing을 통해 측정하여 interfacial area concentration (IAC) 값을 결정해 활성표면적을 수치화하고, computational fluid dynamics (CFD)를 활용한 내부 유동분석으로 장치의 운전조건을 결정한다. 버블크기 측정알고리즘에는 OpenCV-Pyhton을 활용하였으며, CFD는 realizable k-epsilon turbulence model을 활용하여 다상분석을 진행하였다. 그 결과, 360 mmAq 압력차에서 가장 다수의 MB생성이 확인되어 가장 높은 IAC (249.93)가 확인되었고, CFD를 활용한 장치 내부의 유동분석 통해 MB의 최적 생성조건을 결정했다. |
| 저자 |
유엽1, 이주원1, 김윤호1, 김재섭1, 문일2, 김정환1, 조형태1
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| 소속 |
1한국생산기술(연), 2연세대 |
| 키워드 |
공정시스템(Process Systems Engineering) |
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| 원문파일 |
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