중형 고추 수확기 풍구의 성능개선

고추 재배면적은 28,824ha로 국내 조미채소 재배 면적 중 가장 많은 면적을 차지한다. 국내 고추 재배지의 66.3%가 1.0ha 이하인 소규모 농가가 대부분을 차지하고 있어, T사는 중, 소규모 농가가 대부분을 차지하고 있는 국내 실정에 맞춰 중형의 고추 수확기를 개발 중에 있다. 현재 개발 중인 수확기계로 수확 시 수집함에 다량의 협잡물이 유입되어 수확 후 추가 노동력이 발생되는 상황이다. 이에 이전 연구에선 선별부 성능 개선을 위해 임펠러가 없는 간단한 형상으로 유동해석을 실시하였다. 본 연구에서는 임펠러를 부착한 모델링을 사용하여 유체의 유동을 분석하였고, 그 결과 풍구에서 풍향이 일정하게 나오지 않는 것을 확인하였다. 이에 선별부 풍구의 성능 개선을 위해 풍향 가이드를 추가 모델링하고 그 유동을 비교하였다. 중형 고추 수확기 3차원 설계는 Pro-E Program을 사용하여 현 풍구와 출구에 2개와 4개의 풍향 가이드를 추가한 3가지 모델의 풍구를 설계하였다. 해석은 Ansys Fluent를 이용하였고, 해석 시 외부 유동장을 설정하여 유체는 공기, 유체의 흐름은 난류 모델인 k-epsilon 모델을 사용하였다. 풍구 출구의 풍향을 확인하기 위해서 풍구 출구를 좌측, 중앙, 우측 3부분으로 나누고 출구에서 15cm 떨어진 각 부분의 풍속을 확인하였다. 현 풍구에선 좌측, 중앙, 우측 각각 1.7, 3.4, 3.2 m/s로 측정되어 중앙과 우측의 부분보다 좌측의 풍속이 낮은 것으로 나타났다. 2개의 풍향 가이드를 추가하여 해석한 결과 좌측, 중앙, 우측 각각 1.4, 2.8, 3.0 m/s로 해석되었고, 4개의 풍향 가이드를 추가하여 해석한 결과는 좌측, 중앙, 우측 각각 2.3, 3.3, 2.7m/s로 해석되었다. 2개의 풍향 가이드를 추가하였을 때와 추가하지 않았을 때의 풍향은 같은 경향을 보였지만, 4개의 풍향 가이드를 추가하여 해석하였을 때는 풍구 출구에서 이전보다 고르게 유동이 분포되는 것을 확인할 수 있었다. 이에 풍구 출구에 4개의 풍향 가이드를 추가하여 선별작업을 한다면 작업능력을 향상시킬 수 있을 것이라고 판단했다. 차후에는 본 해석을 통하여 유동 해석의 타당성을 확인할 필요가 있으며, 풍향 가이드의 길이 및 각도를 조정한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.