철도차량용 관성필터의 설계와 해석

초록

철도 화물용 전동차의 내부 기기의 냉각을 목적으로 사용되는 외부 공기는 지속적인 유입이 이루어질 경우 함께 흡입되는 먼지입자와 물입자에 의해 내부기기 손상과 효율을 저하의 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 철도차량의 외기 유입부에 관성필터를 설치하여 먼지입자와 빗물방울을 차단하고 있다. 그러나 관성필터는 방해판의 간격과 모양, 그리고 유동의 유입속도에 따라서 다른 차압성능과 입자포집 효율을 가지지만 설계시의 인자 선정에 대한 기준은 정해져 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 관성필터 설계의 중요한 인자인 충돌판의 간격 및 흡입구 유동의 유속 변화에 따른 차압성능과 입자포집효율에 대한 영향을 전산유체해석을 사용하여 분석하였다. 즉, 상대적으로 좁은 날개 간격을 가진 충돌판은 입자포집 성능을 향상시킬 수 있으나, 높은 차압생성으로 인하여 일정량 이상의 유량을 처리해야 하는 철도 차량용 관성필터에는 적절하지 않을 수 있다. 결과적으로 철도차량의 관성필터는 입구 유동의 유입속도에 따라 다른 성능을 나타낼 수 있음을 검증하였고, 전동차 차량에 설치되는 관성필터 방해판의 설계 간격의 변화에 따른 흡입 입자의 포집효율을 분석하였다.

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