[논문자료] 앵커 타입 임펠러가 적용된 교반기의 교반성능 수치해석 연구

출처: 픽사베이

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교반기는 회전하는 임펠러를 이용하여 교반용기 안의 두 가지 이상의 물질을 특정 순환패턴으로 혼합하는데 사용되는 기계로 화학공업 , 식품공업 , 제약 및 생화학 공업 , 금속공업, 수 처리 및 환경관련 공정 등 여러 산업분야에 폭넓게 사용되고 있는 필수 장비이다.

 

특히화학공업 분야에서는 각종 원료의 유효성분 물질 분리 , 배합 , 혼합 , 용해 , 분산 , 추출 등을통한 제품의 품질과 직결되는 핵심적인 역할을 수행한다. 점도가 높은 물질을 혼합하는 경우 균일성을 얻는데 어려움이 있다. 교반기 내부의 모든유동장이 정체점 없이 완전하게 교반되어지는 교반기를 우수한 교반기라 할 수 있으며, 이러한교반 능력을 판단할 수 있는 적절한 지표가 필요하다. 고점도 산업용 교반에서는 혼합시간(Mixing Time), 소비동력(Power Consumption) 등과 같은 지표들을 이용하여 교반 성능을평가 할 수 있다.

 

논문 출처: http://www.riss.kr/search/detail/DetailView.do?p_mat_type=be54d9b8bc7cdb09&control_no=6125c81f33d766cdffe0bdc3ef48d419&keyword=%EA%B5%90%EB%B0%98%EA%B8%B0

 

앵커 임펠러가 적용된 교반기의 교반성능은 과도 상태 해석을 통해 구해진 혼합시간으로 판단할수 있었다.

교반용액 내 두 추적자의 체적분율로 혼합시간을 얻었고 추적자의 크기는4㎜X4㎜X8㎜인 직사각형이며, 교반용기의 벽으로부터의 반경거리가 61mm에 위치하였을때의 혼합시간 결과이다.

이를 통해 점도가 높아질수록 혼합시간이 길어지며 교반성능이 떨어지는것을 확인하였다.

 

혼합시간을 통한 교반성능 평가는 많은 해석 소요시간 필요하며 이에 비해 짧은해석시간으로도 얻을 수 있는 토출 유용도라는 지표만으로도 교반성능을 판단할 수 있다는 것을본연구를 통해 보여주었다. 혼합시간과 토출 유용도는 식(18)과 같은 상관관계가 있음을 알 수 있다. 고점도의 혼합시간을 계산하고 싶다면 토출 유용도와의 관계식인 식(19)에 토출 유용도의 값을대입하여 예측할 수 있다. 본 연구의 결과를 바탕으로 토출 유용도만을 이용하여 앵커 타입 임펠러의최저화 설계에 적용할 수 있으며 고성능 고효율 교반기 개발에 도움이 된다.

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교반속도 제어가 가능한 MDA 교반기

당사에서 설계와 제작을 하고 있는 교반기 MDA 시리즈는 Shaft와 모터를 직결형 커플링으로 연결하여 사용하는 방식입니다. 긴 수명과 적은 소음, 높은 출력이 장점인 교반기 시리즈로 BLDC(Brushless Direct Current) 모터를 사용하여 더 좋은 속도와 토크 특성으로 반응 효율과 반응속도를 증가시켜 다양한 토그 값과 원하는 교반속도를 제어할 수 있으며 동력 전달이 일정하고 정확하여 안정적인 교반 효과를 얻는데 적합합니다.

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