산업용 보일러의 열효율을 높이고 체적을 줄이기 위하여 0.5 t/h 급 무연소실 보일러를 개발하였다. 별도의 연소실이 없이 증발관이 화염에 노출된 구조에서 화염 안정성을 확보하기 위하여 금속섬유버너를 채택하였다. 증발관은 관군의 형태로 버너 하류에 배치되고 하류에 설치된 증발관에는 휜을 설치하여 열교환 면적을 확보하였다. 무연소실 보일러는 관군에 대한 열전달 관계식으로부터 설계하였고 본 연구에서는 시제품에 대한 실험 및 보일러 내부의 유동 및 열전달에 대한 수치해석을 수행하여 관군에 대한 관계식을 적용한 설계와 비교하였다.
A 0.5 t/h class non-furnace boiler has been developed with the aim of achieving a high efficiency and compactness. A metal fiber burner has been adopted so that a stable flame can be obtained. The tube banks are installed downstream of the burner. Bare tubes are used upstream, while finned tubes are installed downstream. The heat-transfer characteristics of the non-furnace boiler have been studies on the basis of the results of the numerical simulation as well as those of the experiment. Important design parameters such as the bulk temperature along the streamwise direction and the temperature of the fin tips have been evaluated using the CFD results and compared with the experimental data and the empirical correlations typically used for the design of the boiler.
