Search / Korean Journal of Chemical Engineering
HWAHAK KONGHAK,
Vol.25, No.4, 394-400, 1987
삼상 유동층의 고체 입자 흐름 형태 변환
Flow Transition of Solids in a Three Phase Fluidized Bed
직경 15.2 ㎝의 유리관을 사용하여 삼상 유동층에서 고체 유동입자의 흐름 형태 변환을 연구하였으며, 삼상 유동층에서 유체의 유속과 층 공극률과의 관계를 구하였다.
기체 및 액체의 유속, 유동입자의 크기 및 층 공극률이 유동입자의 흐름 형태 변환에 미치는 영향을 검토하였는데, 연속상인 액상으로는 물을, 기체상으로는 압축공기를, 그리고 유동입자로는 유리구슬을 사용하였다. 유동입자의 유동층내에서의 운동을 예견할 수 있는 변형된 입자 레이놀즈수가 층 공극률의 증가에 따라 최대값을 나타내었으며, 이와 유사한 층 공극률에서 삼상 유동층에 적합하도록 변형된 Drag coefficient의 기울기가 갑자기 변화하는 것으로 보아 유동입자의 흐름 형태 변환을 알 수 있었고 이는 실험적인 관찰과도 일치하였다.
문헌에 보고된 유동층 내부의 열원과 삼상 유동층간의 열전달계수, 유동층 벽면과 유동층간의 열전달계수 및 액상의 반경 방향 혼합계수들이 각각 유동입자의 흐름 형태가 변환되는 유동조건에서 최대값을 나타내는 것을 확인할 수 있었디.
Flow transition of solids in a three phase fluidized bed has been studied in a 15.2 ㎝-ID pyrex glass column. The relation between the fluid flow rate and the bed porosity in a three phase fluidized bed has been obtained by means of effective volumetric flux of fluid from the modification of the Richardson and Zaki's equation.
Effects of gas (4-12 ㎝/s) and liquid (4.0-16.0 ㎝/s) velocities, particle sizes (1.7-8.0 ㎜), and bed porosity on the flow transition of solid have been determined. Water as the liquid phase, glass beads as the solid phase and filtered compressed air as the gas phase have been used in this study.
The modified particle Reynolds Number which describes the effective bulk motions of solid particles and gas and liquid elements exhibited its maximum value with the variation of bed porosity in a three phase fluidized bed. The drag coefficient which is the ratio of drag per unit projected area of particle to the velocity head changed its slope apparently at the bed porosity where the maximum modified particle Reynolds Number could be obtained.
From literatures, immersed heater-to-bed heat transfer coefficient, wall-to-bed heat transfer coefficient, radial mixing coefficient of liquid phase were found having maximum values at these flow transition conditions in three phase fluidized beds.