균일유동에서 백연저감용 전열판 형태에 대한 열유동 특성

Abstract

굴뚝의 백연을 줄이기 위하여 6종의 전열판을 선정하여 각각에 대한 열유동 특성을 연구하였다. 본 연구에서는 전열판의 열전달 성능(열전달 능력, 압력강하, 난류운동 에너지, 열전달계수 등)을 조사하기 위하여 상용 전산유체역학 프로그램인 ANSYS CFX Ver.14를 활용하여 균일유동 조건에서 수치해석을 수행하였다, 다른 유로구조를 가지는 6종의 전열판에 대한 전산해석으로부터 기본형, 사각형, 삼각형, 파형 열교환기의 열유동 과정이 모사되었다. 균일유동 해석으로부터 6종 열교환기들의 열전달 능력, 압력강하, 난류운동 에너지, 열전달계수들은 다른 경향을 보였으며, 유로 내의 열유동 특성은 주어진 유량, 전열판 형상, 종횡비에 좌우됨을 알 수 있었으며, 동일 파형에서는 종횡비가 낮을수록 열전달 성능이 우수하였다. 본 연구의 결과는 백연저감용 열교환기의 설계 기초자료로 활용될 것이다. Numerical analyses were performed on the heat flow characteristics of a heat transfer plate with six different shapes (basic, rectangle, triangle, wave type) to reduce the level of white smoke at a stack. In this study, to examine the heat transfer performance (heat transfer capacity, pressure drop, turbulence kinetic energy, heat transfer coefficient) on the heat transfer plates, simulations were conducted using the commercial computational fluid dynamics software, ANSYS CFX Ver.14 under uniform flow conditions. The thermal flow phenomenon in a channel with six heat transfer plates could be predicted adequately under uniform flow conditions. The heat transfer capacity, pressure drop, turbulence kinetic energy, and heat transfer coefficient were affected by the flow rate, aspect ratio and plate shape. These results provide guidelines to design an effective heat exchanger with the wave type to reduce white smoke.