CFD 해석 기법을 이용한 수 처리용 자외선 반응기 성능 예측 기법 연구

Abstract

수 처리 중 미생물 살균을 위한 광분해 공법으로 설비의 유지 보수 관리가 편리하고, 다른 공법과 비교하여 보다 안정적인 정화 방법으로 자외선을 이용한 소독 방법이 최근 각광받고 있다. 자외선 반응기 설계를 위한 시험은 많은 비용이 소비된다. 따라서 비용과 시간 절감을 위해 CFD를 통한 자외선 반응기의 성능 설계 예측에 관한 연구가 진행되었다. 기존의 연구들은 미생물을 입자로 가정하여 CFD의 입자 추적기법을 주로 이용하였다. 그러나 입자 추적기법은 작동유체 이외의 추가의 상이 필요하여 추가적인 계산 자원 및 시간이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 작동유체에서 유선을 미생물의 경로로 가정을 하여 자외선 반응기의 성능예측을 하였다. 선행 연구된 자료를 모델으로 기존 입자 추적기법 통해 전산유체역학 해석에 대한 타당성을 확인하고, 유선기법을 적용 하여 기존 입자추적 기법과의 타당성을 확인하였다. 마지막으로 기존 연구의 시험과 유선기법의 비교로 설계 예측 적용에 타당성을 확인하였다. 더 나아가 실제 사용되고 있는 모델에 적용하여 시제품의 적용 타당한 기법임을 확인하기 위하여 미국 환경보호국 규정을 기준으로 하여 입자추적 기법과 유선기법을 비교하여 실제 제품의 설계 예측 적용에 타당성이 있음을 확인 하였다.