A Numerical Study on an Optimum Design of a Hybrid Collector Coupled with the Principle of Cyclone, Baffle and Bag-Filter

The current research reviewed the design conditions that would maximize the efficiency of the hybrid collector that combines in one unit "cyclone-inertial impaction-bag filter". The computational analysis for the shape of cyclone entry predicts that a design that installs the guide vane at the entry of the tangential type cyclone brings a high-rpm and powerful vortex, very effective in promoting the deflection of coarse particles from the streamline at the cyclone. As the lower part of the cyclone is venturi-shaped, however, a strong flow downward of 4 to 5 m/sec persists through the lower part of the hopper, revealing the likely reentrainment of collected dust. And the removal of the venturi at the lower part of the cyclone would solve the problem of the reentrainment of collected dust. The acceleration of the flow velocity through the adjustment of the gap of the collision baffle would increase the effect of collision, but as the interference with the dust separation is expected, the original design should be kept for the baffle.

싸이클론과 배플 및 백필터 원리를 결합한 하이브리드형 집진기의 최적화 설계를 위한 수치해석

본 연구에서는 하나의 장치 내에서 "싸이클론-관성충돌-여과포 집진"이 동시에 이루어지는 멀티 집진기의 집진 효율을 극대화시키기 위한 설계 조건을 검토하였다. 먼저 싸이클론의 입구 형상에 대한 수치 해석 결과, 접선 유입식 입구에 가이드 베인을 추가로 설계한 경우 선회류의 회전수가 많고 강하게 형성되어 사이클론부에서 조대입자의 유선 이탈을 촉진시키는데 매우 효과적인 것으로 예측되었다. 그러나 사이클론의 하단부가 벤츄리 모양이기 때문에 약 4~5 m/s의 강한 하향 흐름이 호퍼 하단까지 지속되어 분진의 재비산 가능성이 있는 것으로 나타났다. 이에, 사이클론부 하단의 벤츄리를 제거하며 분진 재비산 문제는 해소 가능할 것으로 나타났다. 충돌 차단형 배플의 간격을 조정하여 통과유속을 빠르게 한 결과, 충돌 효과는 더욱 증가할 것으로 예측되었으나 탈리 분진이 간섭을 받을 수 있는 문제점이 예상되어 배플은 기본 설계안대로 유지하는 것이 바람직할 것으로 나타났다.