This study investigates the effect of the atomization of liquid droplets on the aerosol removal for the mitigation of severe accidents at NPPs. Experiments are conducted to examine the aerosol and its removal. UV-Vis is used to analyze the samples, and calibration based on the Beer-Lambert law and linear curve fitting is considered. The calibration data follow the Beer-Lambert law well. The molar concentration of the samples is verified based on the calibration and UV-Vis. In order to observe the atomization of the liquids, ANSYS Fluent is used for the computational fluid dynamics (CFD) simulation. While the data from ANSYS Fluent is not exact, the trend of the atomization can be predicted. The CFD results demonstrate that the foam solution is more atomized than the tap water, because the surface tension of the foam solution is half that of the tap water. The experiments are performed using a 1/50th scale experimental setup. In order to perform the experiments, tap water and a foam solution, which is 0.75 wt% sodium lauryl sulphate in tap water, are prepared. Then, the results of the tap water and foam solution are compared. When the foam solution is used as the spray material, the aerosol capture is enhanced compared with the tap water, because the foam solution has a larger number of droplets in the same amount of space.
본 연구는 액체의 미립화가 에어로졸 포집 효율에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 에어로졸 제거 효율을 분석하기 위해 몇 가지 일이 수행되었는데, 먼저 UV-Vis를 이용하여 샘플의 몰농도를 구하기 위해 몰농도를 아는 상태에서 실험을 수행하여 Beer- Lambert 법칙에 적용되는 상수를 구하였다. 위의 실험에서 얻은 상수를 이용하여 본 연구에서 수행한 실험에서 구한 샘플의 농도를 예측하였다. 액체의 미립화 특징을 예측하기 위해서는 FLUENT를 이용하였다. FLUENT가 제시한 결과는 실험 결과와 비교해보았을때 조금 차이를 보였으나 미립화 경향 및 특징을 잡아내기에는 충분한 정도라고 판단된다. FLUENT의 결과를 살펴 보았을때 폼 용액의 경우 표면장력이 반 정도 줄어 일반 물에 비해 액적의 평균 지름이 반 정도로 줄어 미립화가 더 잘일어난다. 실험적으로 스프레이의 에어로졸 포집을 관찰하기 위해 실제 원전크기의 1/50 축척의 실험장비를 이용하였다. 실험에 사용되는 액체로는 일반 물과 나트륨 라우릴 설페이트가 0.75wt% 섞인 폼 용액이 선정되었다. 일반 물과 폼용액의 결과가 비교되었는데 폼 용액이 더 많은 에어로졸을 포집하였다. 이는 미립화가 일반 물에 비해 폼 용액이 훨씬 더 잘일어나기 때문에 투영면적이 더 넓어지기 때문으로 사료된다.
