피동형 촉매 수소재결합기 상단부 형상에 따른 자연대류 특성 수치 해석

Q: 이 논문에서 정의한 피동형촉매수소재결합기란 무엇인가?

피동형촉매수소재결합기(PAR)는 백금 등으로 코팅된 촉매판과 이를 둘러싼 챔버로 구성된다. 내부 촉매판이 유입된 기체 속 수소와 산소의 반응을 촉진하여 수증기로 변환하며, 이 과정에서 발생하는 발열로 가열된 기체의 자연대류를 통해 지속적으로 작동한다. 외부 전원이나 조작 없이 수소 농도가 일정 수준에 도달하면 작동하는 피동적 특성을 지닌다.

Q: PAR 상단부의 형상과 길이가 자연대류 특성에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, 직관형 PAR는 상부 길이가 길어질수록 굴뚝 효과에 의해 유속이 빨라져 체적유량이 증가한다. 반면, Y관형 PAR는 유출부에서 외부 공기가 유입되어 유동이 불안정해지고 유속이 일정하게 유지되지 않는 경향을 보인다. 또한, PAR 내부의 최저 압력이 낮을수록 유속이 증가하는 경향을 보인다.

박창진; 응웬 득 하이; 정재훈; 박성군

doi:10.5293/kfma.2024.27.3.020

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저자정보: 박창진 (서울과학기술대학교) 응웬 득 하이 (서울과학기술대학교) 정재훈 (한국원자력연구원) 박성군 (서울과학기술대학교)

저널정보: 한국유체기계학회 한국유체기계학회 논문집 한국유체기계학회 논문집 제27권 제3호(통권 제144호)

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Passive auto-catalytic Recombiner (PAR) is used for hydrogen reduction when a severe accident occurs in a nuclear power plant. In the study, to evaluate whether PAR can overcome pressure drop, PAR with upper geometry and length variables are numerically simulated and compared to analyze the convective flow characteristics. PAR with straight upper geometry shows more effective convection than Y-shaped upper geometry, and a longer upper length shows a higher flow rate.

#Passive Auto-catalytic Recombiners(피동형촉매수소재결합기) #Natural Convection(자연대류) #Chimney Effect(굴뚝효과)

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