UV LAMP에 따른 물의 압력·속도를 평가하는 유동해석

이번 호에서는 솔리드웍스 플로 시뮬레이션(SOLIDWORKS Flow Simulation)의 유동해석 툴을 사용하여, UV LAMP 열원에 따른 물의 압력과 속도를 평가하는 해석을 통해서 분석해 보고자 한다.

■ 최강석         
세인에엔에스 기술팀에 소속되어 있으며, 솔리드웍스 CAD와 CAE 제품에 대한 기술지원 및 교육을 담당하고 있다.
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반도체 및 LCD를 비롯한 FPD(Flat Panel Display) 산업, 공학분야, 제약부문, 기타 산업의 제조공정에서 사용되는 초순수는 1ppb 단위의 TOC(Total Organic Carbon)도 공정관리에 심각한 영향을 미칠 수 있다. TOC 제거용 UV LAMP는 초순수 내에 함유되어 있는 수 ppb 단위의 유기물을 분해하는데 사용된다. UL LAMP의 열원에 따른 온도 분포와 DI WATER의 유속 및 압력을 유동해석(Steady State Fluid Analysis)을 진행하였다.

초순수(Ultrapure Water)
전기전도도, 고형 미립자수, 생균수, 유기물 등을 극히 낮은 값으로 억제한 순수한 물을 말한다. 초순수에서는 미립자가 직경 0.1㎛ 이하의 것이 20개/㎤ 이하, 생균은 100㎤당 1개 이하 등의 제한치가 있다. 초순수는 증류, 이온교환, 역침투 등을 조합하여 만들며 반도체의 제조 공정에 사용되나, 이것들의 도금공정 중에서 세정수에도 사용된다. 이 외에 의약품 제조, 원자력 발전소에서도 사용되고 있다.
 

이번 호에서는 UV LAMP 발열량에 따른 유기물의 고유 결합 고리를 분해, 화학 반응 등의 과정을 거쳐 CO2와 H2O로 변화시킴으로써 초순수 내에 들어있는 유기물을 관리하고자 하는 ppb 단위 이하로 제거하는데 사용된다. 솔리드웍스 플로 시뮬레이션(SOLIDWORKS Flow Simulation)의 유동해석 솔루션을 사용하여 UV LAMP 열원에 따른 물의 온도, 압력, 속도를 분석한다.

1. 해석 모델
해석에 사용된 모델은 F사의 G365T5 모델을 참고하였으며, 모델은 원활한 해석을 위하여 단순화하였다. 내부 파트는 최대한 유지하였으며 주요 발열 발생 부위를 잡아주는 배플(baffle) 부분은 얇은 판 형태의 반원형체로 모델링하여 일정 간격에 배치하였다.

 

그림 1. 모델