Twin-disk rig를 활용한 휠-레일 접촉 미세마모입자 발생 실험적 연구: PM1, PM2.5, PM10 분석

초록

철도 차량 휠-레일 접촉에서 발생하는 미세마모입자는 지하철 미세먼지의 가장 주된 요인이지만 관련 연구는 현재까지 거의 수행되지 않았다. 지하철 공기 질 향상을 위해서는 휠-레일 미세마모입자 발생 저감이 필요하므로 기초 연구로써 휠-레일 접촉에서 발생하는 미세마모입자의 공기 질(질량 농도)에 대한 영향을 실험을 통해 연구하였다. Twindisk rig를 활용하여 0%-3% 슬립 율 변화 조건에서 모사 시험을 수행하였다. 슬립 구간에서 측정된 질량 농도 데이터로 PM1, PM2.5, PM10 값을 계산하여 분석하였고, 각 입자가 전체 질량 농도에서 차지하는 영향을 보기 위하여 입자 크기 질량 분포도를 그려보았다. 분석 결과 PM1, PM2.5, PM10 값이 변하는 경향은 슬립 율에 따라 다르게 나타났다. PM1의 값은 거의 무시할 수 있는 수준이었다. 전체 발생한 미세마모입자의 질량 농도에 가장 큰 비중을 차지하는 입자 범위는 2.5-10 μm로써 전체 질량 농도의 약 70%를 차지하였다. 입자크기 질량 분포도 분석 결과 전체 질량 농도에서 가장 큰 비중을 차지하는 입자 크기는 5.8 μm였다. 본 연구 결과는 앞으로 다양한 지하철 미세먼지 저감 연구에 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

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