[논문자료] 교반기 내 터빈 임펠러 형태에 따른 교반성능에 대한 수치해석적 연구

 

출처: 픽사베이

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전통적으로 교반기는 단일 또는 다상의 물질을 고루 섞어주기 위해 사용되는 기계로서 주로 식품, 생화학, 금속, 수 처리 등 산업 전반에 널리 사용된다. 이러한 교반기는 용도나 기능에 따라 내부의 혼합현상이 매우 다양하게 일어나기 때문에 임펠러나 교반 용기 등의 내부 형상과 작동 조건을 고려하여 설계되어야 한다. 사용 환경에 따라 최적의 교반성능을 내기 위해서는 교반기 내부의 유동특성 및 이에 따른 교반결과에 대한 분석이 이루어져야 한다. 최근 컴퓨터의 발달과 함께 수치해석의 해석 신뢰성이 높아지면서, 교반기 연구에 대하여 수치해석적인 방법은 실험과 경험에 의한 방법의 대안이 되고 있다. 이러한 수치해석 방법은 해석 결과를 시간과 공간에 따라 분석할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문에 최근 교반기 연구에 많이 이용되고 있다.

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201312855328174

 

본 논문에서는 교반기 내 교반 성능을 예측하기 위하여 flat turbine을 임펠러의 기본형상으로 설정하고, 블레이드의 피칭각도의 변화와 임펠러의 종류에 대하여 유동장과 토출유동의 속도 프로파일을 비교 분석하였다. 또한 교반성능 및 효율을 나타내는 무차원계수를 도출하여 경향성을 분석 하고, 성능과 효율이 우수한 임펠러 형상을 규명하였다. Flat turbine의 블레이드 피칭각도에 따른 결과를 통해 피칭각도가 65°에서 최대 토출유용도가 나타나며, 30°에서 최대 순환유용도가 나타난다.

 

이는 65°피칭각도가 동력 절약형이고 30°피칭각도가 성능 효율형임을 알 수 있다. 반면 임펠러의 종류에 따른 결과는 dual pitched turbine 에서 토출유용도와 순환유용도가 가장 우수하게 나타났다. 이를 통해 교반 효율을 향상시키기 위해서는 유입유동을 감소시킬 수 있는 형상의 변화가 필요하다는 결론이 도출된다. 이러한 임펠러의 형상에 따른 교반 성능 및 효율의 결과는 교반기 설계에 대한 기초자료로 활용될 것으로 사료된다.

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교반기_(MDA시리즈)

 

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.

 

MDA 시리즈는 100, 300, 500, 800의 모델과 선택사양으로 생산되어 저점도에서부터 고점도의 시료까지 교반이 가능하여 고객이 원하는 사양에 따라 제품을 선택해 사용할 수 있습니다. 또 MDA 시리즈는 구성이 간단하고 설치와 조작이 간편하여 누구나 손쉽게 사용할 수 있고 소음 및 진동, 분진 등이 적어 정밀한 작업을 요하는 공정에 사용할 수 있습니다.

 

교반 시 성능 저하 방지를 위해 쿨링 재킷을 장착하여 냉각하며 최대 330℃의 높은 온도에서도 교반이 가능합니다. 그뿐만 아니라 뛰어난 내식성과 내구성을 자랑하여 장시간 교반에 적합성을 가지고 있는 당사의 교반기 시리즈 중 하나입니다. MDA 역시 임펠러, 베어링, 벨트, 모터 등 원하는 요청 사양에 맞게 주문 제작이 가능하며 기본 사양 외 주문 제작 사양은 담당자와 별도 협의 후 제작 가능하니 참고 바랍니다.

 

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