| 논문명 |
코로나 방전 가스 반응기 내부 유동 균일성 향상을 위한 베플 구조 최적화 연구 / Optimization of Baffle Structure for Improving Flow Uniformity in a Corona Discharge Gas Reactor |
| 저자명 |
하주환(Joo Hwan Ha) ; 박근상(Geun Sang Park) ; 김태성(Tae Sung Kim) |
| 수록사항 |
설비공학논문집, Vol.37 No.09 (2025-09) |
| 주제어 |
베플 설계; 전산유체역학; 코로나 방전; 유동 균일도; 가스 반응기 ; Baffle Design; CFD; Corona discharge; Flow uniformity; Gas Reactor |
| 요약1 |
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. |
| 요약2 |
This study examines the optimization of flow uniformity in a large-scale corona discharge gas reactor by assessing various baffle geometries and positions using Computational Fluid Dynamics (CFD). Three types of baffles (A, B, and C), each with different central blockage areas, were designed to evaluate their impact on internal velocity distribution across seven axial positions (0-300 mm). The Velocity Uniformity Index (UI) was used as a quantitative measure of flow uniformity. The results indicated that Baffle A, positioned at the 0 mm location, achieved the highest UI of 0.967, effectively flattening the velocity profile by reducing the differences between core and peripheral flows. Conversely, Baffle C, which has the largest central blockage, caused significant flow non-uniformity when placed in the front region, leading to excessive peripheral flow concentration and stagnation at the center. These findings emphasize that both the geometry and axial positioning of baffles are crucial for reactor performance and must be optimized together to achieve a balance between flow uniformity and pressure drop. The study offers practical insights for enhancing gas-phase reactor design through effective internal flow management. |
