• 한국대기환경학회지
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• 제16권6호
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• pp.633-640
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• 2000

The effects of structure modification of the vortex finder on the collection efficiency and pressure drop have been investigated. The pressure drop in a cyclone having the two stage vortex finder is higher than that in a conventional cyclone and increases proportionally with the increase of square of gas inlet velocity in both cases. The pressure drop of both conventional cyclone of friction resistance at the boundary layer. The collection efficiency of fine dust has been enhanced by addition of vortex finder in a conventional cyclone and gas inlet velocity showing maximum dust removal efficiency increase to 17 m/s(1.7 times of saltation velocity). Optimum size of two stage vortex finder has been induced to 13 cm I.D$\times$2.6cm Length from the results of overall dust collection efficiency. Previous models were tested for the simulation of collection efficiency of cyclone having two stage vortex finder and the Dietz model predict the similar value with experimental results of the present study.

• 대한환경공학회지
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• 제39권6호
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• pp.371-376
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• 2017

선회류 약화기(vortex finder)의 구조와 치수를 변형한 7종류의 cyclone을 제작해 PM-10 집진효율 자료를 도출하였고 CFD 분석을 통한 사이클론 입구 속도를 계산하였다. 입구속도는 normal, P, A type 사이클론의 경우 15.48 m/sec, 16.03 m/sec 그리고 15.90 m/sec로 계산되었고 PM-10 집진효율 실험결과는 P tpye과 A type의 사이클론의 경우 normal 사이클론에 비해 4%와 7%의 집진효율이 증가하였다. 또한 평행부의 길이가 증가함에 따라 PM-10의 집진효율은 증가하다 감소하여 집진효율을 최대화 할 수 있는 길이가 존재함을 보여주었다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제18권3호
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• pp.77-83
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• 2020

A uniflow cyclone has simple structure with a single channel in one direction. The one directional particle removal enables the uniflow cyclone to have compact size and low pressure drop. However, it has low collection efficiency compared to conventional cyclones. In this study, the effect of primary geometry on the performance of a uniflow cyclone with swirl vane is numerically investigated for the design of high performance uniflow cyclone. It is found that as the vortex finder diameter is increased, the pressure drop and the collection efficiency are decreased. Also, the same trend is predicted when the vortex finder height is increased. The best collection efficiency is predicted to be obtained when the vortex finder height is equal to the diameter of a cyclone. Reducing the body height by half will increase the pressure drop by 41%. When the body height is decreased, the collection efficiency is first increased and then decreased. The best collection efficiency is obtained when the body height is 4~5 times the cyclone diameter. Overall, the particle collection efficiency is highest when the Dν/D is equal to 0.3. But, the pressure drop is as high as 1592 Pa. Considering both collection efficiency and pressure drop, the best design is when Dν/D, Hν/D, and Hb/D are equal to 0.5, 1, and 5, respectively.

• 한국대기환경학회지
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• 제12권1호
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• pp.43-53
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• 1996

Numerical simulation was performed for the 3-dimensional flow filed of gas and particle phase for cyclone dust collector. FVM(Finite Volume Method) was employed for gas phase. The flow was solved suing the k-.varepsilon. epsilon turbulence model. The particle exit at the bottom of the cone was treated as a solid wall in this model because the gas flow through the effective dust exit is usually insignificant. The major parameters considered in this study was vortex finder diameter, effective dust exit diameterm vortex finder length, inlet type for dimension performance. Particle trajectory calculations were made for three different, particle sizes of 1, 25 and 50 .mu.m. The results obtained from this study give some physical insight of dust particle collection mechanism together with the indication of the collection efficiency. The simulation results were in generally good agreement with empirical knowledge. The application of this kind of computer program looks promising as a potential tool for the design of cyclone and determination of optimum operating condition.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.485-492
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• 2013

일반과 변형구조의 싸이클론에서 입자흐름의 체류시간분포 특성을 통해 선회강도, 난류성 에디, 벽면 바운싱에 의한 고체흐름의 역혼합과 2단 선회류 약화기의 직경이 집진효율에 미치는 영향을 고찰하였다. 변형구조 싸이클론(S = 13, 15cm)에서 플라이애쉬의 집진효율이 일반 싸이클론보다 높게 나타났다. 변형구조의 싸이클론에서 집진효율은 2단 선회류 약화기의 직경(S)이 13cm에서 가장 높게 나타내었다. 글라스비드의 체류시간분포에 대한 분산과 평균 체류시간은 선회강도와 난류성 에디로 인해서 2단 선회류 약화기의 직경이 증가할수록 증가하였다. 변형구조의 싸이클론에서 고체 흐름의 역혼합은 기체 유입속도가 증가할수록 증가하였고 일반 싸이클론보다 높게 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권1호
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• pp.67-75
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• 2005

원자력시설 핫셀 (Hot Cell)내에서 핵종실험 시 발생하는 고방사능 분진(Hot Particulate)의 크기는 0.5300 ${\mu}m$이고 주 핵종은 UO$_2$였다. 핫셀 내의 고방사능 분진을 제거하기 위해 사이클론과 Bag/HEPA필터로 구성된 장치를 고안하였고, 이 장치의 사이클론에 의해 고방사능 분진을 최대로 포집할 수 있는 실험조건을 제시했다. 모의입자의 크기가 클수록 입자의 포집효율은 높았다. 모의 입자의 크기가 5${\mu}m$ 이상일 때, 입자의 포집효율은 $80\%$보다 높았다. 모의 입자의 크기가 1.0 ${\mu}m$ 보다 작을 때, 포집효율은 $70\%$ 보다 작았다. 모의 입자의 유입속도가 12 m/sec보다 클 때, 포집효율은 $70\%$보다 높았다. 그러나 유입속도가 17 m/sec 보다 클 때 포집효율의 증가율은 크지 않았다. 모의입자의 포집효율은 Vortex Finder의 길이가 7.2 cm이하일 때, 길이의 증가와 함께 높아졌지만 7.2 cm 이상일 때는 낮아지기 시작했다. 그러므로 Vortex Finder의 길이가 7.2 cm 일 때, 최대포집효율을 나타냈다. 사이클론 밑에 보조콘 부착 시 모든 속도 범위에서 약 평균 $2\%$ 정도 포집효율이 증가하므로 보조콘 부착효과가 크지 않았다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권3호
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• pp.217-226
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• 2006

원자력연구소 핫셀의 구조와 오염특성이 조사되었다. SEM 측정결과 핫셀 내부에 부착된 고방사능 분진의 크기는 $0.2{\sim}10{\mu}m$이었다. 사이클론의 최적 Vortex finder의 길이는 49 mm이고, 모의입자 유입속도는 15m/sec가 적합했다. 이때 $3{\mu}m$의 포집효율은 약 85%였다. 모의 입자 유입속도가 15m/sec보다 빠를 때, 포집효율의 증가율은 크지 않았다. 유입가스의 온도가 증가할 때, 포집효율은 약간 감소했다. Vortex finder의 길이가 증가할수록 사이클론내의 압력강하는 커졌다. Cut size diameter는 Reynolds number의 증가와 함께 감소했다. 측정된 Reynolds number에 근거하면, 사이클론 내부는 난류이고 이 난류는 사이클론 내의 압력강하에 원인이 된다고 사료된다. $Stk^{1/2}_{50}$는 Re 값의 증가와 함께 감소하고, Re의 값이 커질 때에서 일정한 값에 수렴했다. 즉, 6000-8000의 Re에서 $Stk^{1/2}_{50}$는 약 0.045를 나타냈다.

• 한국대기환경학회지
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• 제15권2호
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• pp.201-210
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• 1999

Cyclones have been extensively used in the industry for removing fine particles from the gaseous streams, based on simplicity in design and construction in association with low cost and flexibility to operate in extreme and harsh environments. However, industrial cyclones are typically not very efficient for particles smaller than 10μm. In this work, in order to improve the separation efficiency of reverse flow cyclones, a simple device named Post Cyclone(Poc) in installed on the top of an existing cyclone. Thereby the residual swirl present at the outlet (vortex finder) of a conventional cyclone has been used to capture the escaped dust from the cyclone in the PoC. The performance of PoC was closely evaluated by changing configuration of the PoC and operation condition. In addition, the dust behaviour in th PoC was investigated based on the hypothesis of residual vortex.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2676-2681
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• 2008

In previous studies, Convex cyclone are proposed to reduce pressure loss which are design cyclone wall with a single continuous curve. Studies about a prediction model for pressure loss and cut-size has focused on conventional cylinder-on-con cyclone. Therefore, the models do not perform well for uncommon design. In this study, a predict model for pressure loss and cut-size depend on cyclone wall curvature are developed. The tangential velocity below vortex-finder is obtained with consideration about friction area and momentum loss on the cyclone wall, and with this the variation of vortex-core and core velocity is obtained. Pressure loss is predicted using a Rankine vortex hypothesis. The prediction results are well agreed with experiments and CFD results.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.1033-1040
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• 2009

고효율 싸이클론의 설계는 압력강하의 최소화와 집진효율의 최대화를 이루는 것이 중요하다. 본 연구는 고온, 고압 조건하에서 신뢰성 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하여 싸이클론의 집진효율에 영향을 주는 물리적 메카니즘을 연구하는 것이다. 수치 해석적 연구를 통한 고온, 고압 조건에서의 압력강하 계산은 실험데이터와 비교적 잘 일치하였다. 온도와 압력은 일반적으로 집진효율에 중요한 영향을 미치는데 보통 항력에서 가스의 밀도나 점도 등에 영향을 주어서로 상반되는 결과를 나타낸다. 그러므로 고온 운전에 따른 집진효율의 감소는 고압 조건으로 운전하는 것이 대안이 될 것으로 판단된다. 집진효율에 영향을 주는 인자에 대해 좀 더 세부적인 연구를 위하여 접선방향 속도나 보텍스 파인더의 직경 등과 같은 싸이클론의 설계변수나 운전변수에 따른 연구를 수행하였다. 예상한 바와 같이 접선방향의 속도가 집진효율에 가장 큰 영향을 주었다. 그리고 보텍스 파인더의 직경이 증가할수록 집진효율은 감소하였으며 보텍스 파인더의 길이는 집진효율에 큰 영향을 나타내지 않았다.