Abstract
This study examines the effect of the type and number of orifices in an in-line mixer to improve the mixing performance and pressure loss. Recently, in-line non-power-consuming mixers have been increasingly used to complement mechanical mixers, which have a long dwell time, noise, excessive energy consumption, and high maintenance costs. An in-line mixer with an orifice for efficient mixing in water treatment was examined by numerical analysis using the commercial code FLUENT. The flow characteristics of pressure loss and velocity distribution within the mixer and the mixing efficiency were compared with and without the orifices. The CFD results show that the mixing efficiency was improved, but the pressure loss was increased by the in-line mixer with an orifice. A sensitivity study was also done on the principal parameters.
본 연구에서는 혼화기의 혼화성능과 압력손실을 개선하기 위해 오리피스의 형상과 개수에 따른 영향을 해석하였다. 물의 정수에서 중요한 과정은 물속의 이물질을 포집하는 응집 과정이고 응집제가 얼마나 물속에 고른 분포를 가지고 물속에 혼화되어 있는 지가 정수에 큰 영향을 미친다. 기계식 혼화방식이 갖는 정수과정에서의 긴 체류시간, 기계 소음, 과다한 에너지의 소비 및 높은 유지관리 비용 등의 단점을 보완하기 위해서 최근에는 응집제가 원수에 주입됨과 동시에 가능한 한 빠르게 수중에 확산시킬 수 있는 장치로서 관내혼화장치의 도입이 증가추세에 있다. 본 연구에서는 관내 혼화기의 혼화성능과 압력손실을 개선하기 위해 오리피스의 유무, 형상과 개수에 따른 약품의 체적분률, 관내 압력손실 등 유동특성과 체적분률이 수치해석에 의해 계산된다. 관내 혼화장치에 장착된 오리피스는 혼화정도를 향상시키나 압력손실이 증가되므로 오리피스의 개수를 제한하여야 한다. 주요 인자에 대한 민감도 분석을 통해 가이드 베인을 장착한 오리피스 1개를 사용하여 약품의 체적분률과 압력손실이 개선된 관내 혼화장치를 제안하였다.
