슬러지 원심탈수기 최적 설계를 위한 구조적 안정성 및 동적거동 예측

Study on structural stability and dynamic behavior prediction for optimal design of sludge centrifugal dehydrator

슬러지 원심탈수기는 투입에서 배출까지 완전 밀폐성이므로 주위환경이 청결하고 악취가 없으며, 자동화로 장시간 연속운전과 대용량 처리가 가능하다. 원심 탈수기의 작동원리는 투입구를 통해 슬러지는 외측 회전통을 약 2900rpm의 고속으로 회전시킴으로서 지구 중력의 약 1000~2500배의 원심력장을 형성시켜 액체(일반적으로 물)보다 비중이 큰 고형물을 그 크기에 거의 상관없이 급속도로 회전통 내벽에 침전시키고, 동시에 침전된 슬러지를 스크류를 이용하여 연속적으로 긁어내어 고형물 배출구 쪽으로 이송 배출하고 분리액은 고형물과 반대로 흘러 분리액 배출구로 배출되어 고액 분리를 연속적으로 하는 장치이다. 원심탈수기의 외측 회전통과 내측 스크류 컨베어는 양쪽 회전축에 베어링으로 지지되어 있어 원추형 영역에 고형물이 집적되면 배출구의 질량집중에 의한 거동이 불안정하고 소요토크가 커져 여러 가지 구조적인 문제에 노출될 수 있다. 따라서 회전력과 집중질량으로부터 발생하는 하중과 응력을 최소화하는 것이 중요한 관점이 된다. 그러므로 본 연구에서는 각 부품의 구조적인 안전성과 운전에 따른 동적 거동을 예측하여 발생하는 응력, 변형, 반력토크 특성을 고찰하였다.