• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.77-82
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• 2013

사이클론 분리기는 제작이 쉽고, 경제적이며, 가혹한 환경에서도 사용이 가능하기 때문에 다양한 산업공정에서 미립 물질을 제거하기 위한 장비로 널리 활용되고 있다. 하지만 사이클론의 복잡한 유동 특성 때문에 입자를 분리하는 세부적인 메커니즘에 대한 이해는 아직 부족한 실정이다. 본 연구에서는 사이클론 분리기의 기하학적 특성과 유동 파라미터가 미치는 영향을 고려하여 사이클론의 분리효율과 절단입경을 계산하기 위한 이론적인 연구를 진행하였다. 이론적 모델을 통해 예측한 분리효율과 절단입경은 $0.5-30{\mu}m$의 입자에 대한 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 사이클론의 성능은 기하학적 특성과 유동 파라미터 뿐 아니라 표면의 마찰특성에도 현저한 영향을 받는 것으로 확인되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.512-517
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• 2014

본 연구는 선박의 외벽 유지보수를 위한 외벽 연마장비에 장착되는 먼지 집진장치에 적용하기 위한 사이클론 집진방식의 연마기 제작을 위한 사이클론 분리기 설계를 위하여 최적의 설계조건을 도출하고자 유동해석 기법을 적용한 사이클론 연마장비의 집진장치를 소개하고자 한다. 제작된 연마장비의 집진을 위한 접선유입 사이클론의 압력 강하와 입자 수집 능률은 기 연구된 수학적 모델을 적용하여 계산하였다. 종래 공기필터를 가진 사이클론의 계산 결과의 비교는 접선 유입 사이클론이 저압 드롭과 높은 입자 수집능률을 시뮬레이션을 통한 검증과 시작품을 제시하였다. 사이클론은 원통형 장치 내에 분진을 함유하는 기체를 장치내벽에 접선방향으로 유입시켜 유입분진에 선회운동을 부여함으로써 분진입자에 작용하는 원심력에 의하여 가스중의 입자를 분리 포집하는 집진장치로써 연마장비의 집진장치로 응용하고자 본 연구를 진행하여 진행중인 메커니즘과 유체흐름에 대한 기본적인 유체흐름에 따른 사이클론의 규격 파라미터에 따른 유동해석 결과를 제시하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.911-913
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• 2013

본 논문에서는 선박의 외벽 청소용으로 사용되는 연마장비에 사이클론 집진방식을 채용한 연마장비를 개발을 위한 최적화된 설계를 위한 기본적인 메카니즘과 설계를 소개하고자 한다. 사이클론 방식은 공기의 유입 및 유출 속도 및 압력에 따른 미립자 등을 분리하는 기능을 하게 되는데 본 연구에서는 이러한 연마장비설계를 위한 사이클론 집진기의 효율과 압력, 유입 공기속도에 따른 설계방법을 소개하고 일부 실험결과를 제시하도록 한다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권4호
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• pp.8-13
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• 2014

A series of numerical simulation has been carried out to study performance of a cyclone type oil separator, which is designed for the compressor of a refrigeration system. Working fluid is R22, which is a typical refrigerant, and mineral oil droplet is supplied. Pitch of the helix is considered as design parameters to make a compact separator. Depending on the helix pitch, separation efficiency varies from 97.5 to 99%, while predicted pressure drop ranges from 5 to 6.5 kPa. Considering both of the pressure drop and separation efficiency, helix pitch of the separator has been designed as 50 mm.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권11호
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• pp.17-23
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• 2021

A cyclone is a dust-separating mechanism that works on the principle of centrifugal force. The performance of a cyclone is evaluated using pressure loss and collection efficiency. A multi-cyclone arrangement is used to improve the collection efficiency within a limited area. In this study, experiments and numerical analyses were conducted on a dual arrangement of mini-hydrocyclone separators, which was fabricated using 3D printing. The experiment was performed at an inlet flow rate of 0.7 m/s, and alumina powder with a particle size of 0.5, 15, and 50 ㎛. ANSYS FLUENT, was used for the numerical analysis. The reliability of the numerical analysis was verified through a comparison with the experimental results. The errors in the experiment and numerical analysis were confirmed to be 2% at the outlet flow rate.

• 설비공학논문집
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• 제27권8호
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• pp.402-408
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• 2015

A series of numerical simulations have been carried out to study the performances of cyclone-type oil separators, which are designed for refrigeration-system compressors. The corresponding working fluid is R22, which is a typical refrigerant, whereby a mineral-oil droplet is supplied (Ed-highlight-My interpretation). The outlet-tube length in relation to the total chamber volume is considered a design parameter. Depending on the tube length, the separation efficiency varies from 98.7% to 99.3%, while the predicted pressure drop is between 5.1 kPa and 6.4 kPa. Considering both the pressure drop and separation efficiency, the length of the outlet-port tube of the separator is 152 mm.

• 한국음향학회지
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• 제41권1호
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• pp.9-15
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• 2022

기존의 나노입자 현탁액의 분산과정의 한계를 극복하여 단분산된 나노입자만으로 이루어진 현탁액을 얻기 위하여, 기존의 방법으로 전분산 처리된 현탁액을 다시 초음파 무화효과 및 사이클론을 이용하여 여과하는 방법을 제안하였다. 평균직경 250 nm인 Al₂O₃나노입자로 0.5 wt%인 현탁액을 만들어 초음파세척기 및 호모지나이저를 이용하여 각각 전처리 분산된 현탁액에 대하여 제안한 여과법을 적용하였다. 그 결과 초음파세척기로 전처리 분산한 경우 단분산된 나노입자 현탁액으로 여과하기 위해서는 종속 연결된 사이클론이 3개가 요구되는 반면, 호모저나이저로 전처리 분산된 현탁액의 경우는 2개의 사이클론으로도 가능함을 확인 하였다. 초음파 무화기 주파수의 조정과 사이클론의 설계 변경에 의해 다양한 종류의 나노입자에 대한 여과가 가능할 것으로 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제13권3호
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• pp.145-151
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• 2003

전산유체역학을 이용하여 전형적인 구조를 갖는 사이클론 분리기 시스템 내에서의 주입 가스 유동 및 입자 거 동해석을 통해 가스 주입 유속에 따른 입자 거동 양상을 3차원적으로 해석하였다. 해석 결과는 Navier-stokes 방정식을 이용한 유체 유동 현상과 Lagrangian 접근법을 이용한 입자 거동 경로 추적을 결합시켜 도출되었다. 주입 유속이 증가함에 따라 내부 압력 손실이 증가하였고 이런 내부 압력 변화는 분리기 내의 유체의 유동 양상에 영향을 미쳤다. 입자의 거동은 유체의 유동에 의해 결정되었으며 일정 유속에 대해서는 입자의 크기에 크게 의존하였다. 그리고 주입 유속의 증가는 입자의 경로를 증가시키면서 분리기의 하부 영역으로 이동시켰다. 이로 인해 분리기내에 존재하는 입자의 최소 크기가 작아지며 일정 크기의 입자의 경우 분리율이 증가하였다. 결론적으로 가스 유입 유속의 변화는 내부의 유체 유동 변화와 입자 거동 양상에 중요한 요인이 된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.371-374
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• 2012

본 연구는 "사이클론과 관성충돌 및 백필터의 제진원리를 일체화한 고효율 멀티 제진시스템의 최적화 설계를 위한 수치 해석적 연구(I) : 집진기 입구 최적화 설계"에 이은 일련의 연구로서 앞선 연구에서 도출된 사이클론부 하단 벤츄리(Venturi)에서의 강한 하향 기류의 가속에 따른 분진 재비산 가능성에 대한 추가적 검토를 위한 연구이다. 사이클론부를 통과한 기류가 상향 흐름으로 방향을 전환할때 좀 더 가속시켜 빠르게 곡률반경을 형성하여 조대 입자의 분리를 극대화시키기 위한 목적으로 사이클론부 하단을 벤츄리 형상으로 설계하였으나, 유동장 분석 결과 벤츄리를 통과한 처리가스 흐름이 가속되면서 호퍼 하단까지 약 4~5 m/s의 강한 하향 흐름을 형성하고 호퍼 하부의 말단 부근에서 상향 흐름으로 방향 전환을 하고 있는 것으로 예측됨에 따라 설계 의도와는 달리 벤츄리 설치시 호퍼 하단에 포집된 분진의 재비산을 예방하는데는 크게 역할을 하지 못하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.519-524
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• 2019

본 연구에서는 대풍량 곡물건조기에 사용되는 수평형 집진기의 집진효율 향상과 최적화를 위한 연구의 선행과정으로 Computational Fluid Dynamics(CFD)를 이용하여 집진기 내부의 유동 특성 분석과 원뿔형 허브의 각 변화가 집진기의 집진성능에 미치는 영향을 해석하였다. 최근 집진기 입구에 원뿔형 허브와 고정 베인을 설치하여 선회유동(Swirl Flow)을 발생시켜 이물질을 공기와 분리시키는 수평형 사이클론 집진기(Horizontal type Cyclone Dust collector)가 개발되었다. 이 집진기는 크기가 비교적 작고 설치가 용이하고 비교적 배압이 낮아 추가 동력을 필요로 하지 않으며 베인의 선회력을 이용하기 때문에 대풍량 배습용 송풍기에도 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 수평형 집진기 형상으로 인해 발생하는 집진기 내부의 배압 문제와 분진 퇴적 문제를 해결하기 위해서 3차원 유동해석을 이용하여 집진기 내부 형상 변화에 따른 유동 특성에 관한 연구를 진행하였다. 실제 곡물건조기에 적용 가능한 수평형 집진기 설계를 위한 기초 자료를 제공하였으며, 향후 연구 예정인 고정 베인 설계, 주분리관 및 중간분리관의 설계에 적용하고자 한다.