• Title/Summary/Keyword: 최소유동화

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Annular 유동층 반응기에서 최소유동화 속도 및 압력요동 특성 (Characteristics of Minimum Fluidization Velocity and Pressure Fluctuations in Annular Fluidized Beds)

  • 손성모;김욱영;신익상;강용;최명재
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권4호
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    • pp.707-713
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    • 2008
  • 직경이 0.102 m이고 높이가 2.0 m인 annular 유동층에서 최소유동화 속도 및 압력 요동 특성을 고찰하였다. 기체유속($U_G$), 고체 입자의 크기($d_p$) 그리고 유동층 온도가 최소유동화 속도 및 압력 요동 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구 결과, annular 유동층 내의 압력 요동 자료로부터 구한 상관차원을 유동층 내부의 기체 및 유동 입자의 복합적인 거동을 정량적으로 나타내는 파라미터로 쓸 수 있었으며, 이 상관차원의 값은 기체의 유속, 유동 입자의 크기 그리고 반응기의 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 유동층에서 유동입자의 최소유동화 속도를 유동층에서 압력 강하 및 압력 요동자료의 표준 편차를 사용하는 방법뿐만 아니라 압력 요동 자료의 상관차원을 이용하여서도 구할 수 있었으며 이들 각기 다른 방법으로 구한 최소 유동화 속도 값은 서로 매우 유사하였다. Annular 유동층에서 유동 입자의 최소유동화 속도는 유동 입자의 크기가 증가할수록 증가하였으나 유동층의 온도가 증가함에 따라 감소하였다. 본 연구의 범위내에서 annular 유동층에서 최소 유동화 속도를 압력 요동 자료의 상관 차원과 무차원군의 함수로 나타낼 수 있었다.

GF/C에 고정된 $TiO_2$와 유동층 반응기를 이용한 Rhodamine B의 광촉매 탈색

  • 박영식
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2003년도 가을 학술발표회 발표논문집
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    • pp.300-304
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    • 2003
  • 수용성 안료인 RhB를 대상으로 GF/C에 고정한 $TiO_2$와 유동층 반응기를 이용하여 제거실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 고정화 $TiO_2$의 경우도 분말을 이용한 것과 같이 최적 광촉매 투입량이 나타났으며, 최적 투입량은 40.0 g/L이었고, 분말 $TiO_2$를 이용하는 광촉매 반응의 초기속도식과 같이 Langmuir - Hinshelwood 식으로 표현될 수 있었다. 분말 $TiO_2$를 이용한 경우보다 초기반응속도는 2.3배 느렸으나, 고정화 $TiO_2$의 경우 연속공정이 가능하고 촉매회수 공정이 필요하지 않으므로 반응속도만 더 높일 수 있으면 현장적용 가능성이 높다고 사료되었다. 2. 고정화 $TiO_2$의 최소유동을 위한 공기 공급량은 4 L/min, 최대 반응속도는 5 L/min에서 나타나 고정화 $TiO_2$를 충진한 유동층 반응기의 최적 공기 공급량은 최소유동화 속도 부근인 것으로 사료되었다.

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Gaussian 분포의 입자군의 표준편차에 따른 최소유동화속도 (The Minimum Fluidization Velocity of Gaussian Distribution Particle System According to Standard Deviation)

  • 장현태;박태성;차왕석
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권3호
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    • pp.567-570
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    • 2008
  • 내경 0.109 m의 유동층에서 다입자경 모래에 대한 압력요동의 표준편차와 유속간의 선형회귀분석을 이용한 최소유동화속도 측정법의 적용성을 조사하였다. 다입자경 모래를 평균입자크기가 같은 Gaussian 분포에서 입자분포의 표준편차에 따른 최소유동화속도를 측정하고, 측정치를 타 연구자들의 식과 비교 검토하였다. 압력요동의 표준편차 값 선형회귀분석법과 층내 압력강하로부터 구한 최소유동화속도를 구하였다. 최소유동화속도 결정에서 유속 범위는 혼합도가 낮은 유속범위와 free bubbling 영역 이상을 제외한 범위값 이어야 하며, 이 유속범위에서 측정위치는 혼합이 양호한 층 중앙이 가장 적절하다.

대기압 이하에서 운전하는 유동층 반응기의 유동 특성 (Fluidization Characteristics in Fluidized Bed Reactors Operated in Subatmospheric Pressure)

  • 박성희
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권2호
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    • pp.307-312
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    • 2020
  • 최근 대기압이하 진공 압력 상태에서 운전되는 유동층 반응기는 진공건조 공정이나 플라즈마 화학증착과 같이 감압 유동화가 요구되기에 관심이 증대되어 왔다. 그러나 대기압 이하에서 운전되는 유동층의 수력학적 특성 연구는 많이 연구되지 않았다. 본 연구에서는 대기압 이하에서 운전하는 유동층의 압력강하를 층내 압력을 1.33 에서 101.3kPa 까지 변화시키며 측정하였다. 유동층의 운전 압력이 진공인 상태에서는 최소유동화속도가 압력이 감소함에 따라 증가하며, 이는 기체 밀도와 평균 자유경로 변화와 같은 slip 흐름에 의한 변화이다. 또한 기존의 상압 상태에서 운전되는 유동층의 최소유동화속도 상관식과 비교함으로써 압력 감소에 따른 slip 흐름의 영향 뚜렷하게 나타남을 가리키는 임계 Knudsen 수를 결정하였다. 이로부터 slip 흐름이 주도하기 시작하는 임계 압력을 실험적으로 결정하였다.

케미컬루핑 연소를 위한 산소전달입자의 최소유동화속도 및 고속유동층 전이유속에 미치는 압력의 영향 (Effect of Pressure on Minimum Fluidization Velocity and Transition Velocity to Fast Fluidization of Oxygen Carrier for Chemical Looping Combustor)

  • 김정환;배달희;백점인;박영성;류호정
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.85-91
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    • 2017
  • To develop a pressurized chemical looping combustor, effect of pressure on minimum fluidization velocity and transition velocity to fast fluidization was investigated in a two-interconnected pressurized fluidized bed system using oxygen carrier particle. The minimum fluidization velocity was measured by bed pressure drop measurement with variation of gas velocity. The measured minimum fluidization velocity decreased as the pressure increased. The transition velocity to fast fluidization was measured by emptying time method and decreased as the pressure increased. Gas velocity in the fuel reactor should be greater than the minimum fluidization velocity and gas velocity in the air reactor should be greater than the transition velocity to fast fluidization to ensure proper operation of two interconnected fluidized bed system.

쌀보리와 겉보리의 유동층 건조에서의 유동화 연구 (Fluidization Study in the Fluidized Bed Drying of Naked and Husked Barley)

  • 김희연;허종화;조덕제
    • 한국식품과학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.414-422
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    • 1992
  • 보리를 초기의 고수분 상태에서 연속적이고 효과적인 인공건조를 실시하기 위하여 보리의 물리적 특성을 구하였으며, 또 유동층 건조장치를 제작하여 유동화 특성을 실험하여 이론식과 비교 검토하였다. 공기의 온도 및 상대습도가 각각 $35^{\circ}C$, 30%이고 충전량이 300g일 때 쌀보리와 겉보리의 최소 유동화 속도는 1.5m/s 및 1.7m/s였으며, 최적 유동화 속도는 3.0m/s였다. 본 실험에서 실험한 쌀보리와 겉보리의 $U_{mf}$는 1.5m/s 및 1.7m/s였으며, Leva식에 의한 계산치는 각각 1.06m/s 및 1.07m/s로 실험치와 계산치는 잘 일치하지 않았다. 또한 쌀보리와 겉보리의 유동층 건조에서 실험치와 일치하는 다음과 같은 최소 유동화 속도에 관한 실험식을 얻었다. $U_{mf}^2= \frac{{\phi_s}\;d_p}{Hk}\;{\cdot}\;\frac{(\rho_s-\rho_g)g\;{{\varepsilon}_{mf}^3}} {\rho_g}(Re_p>1,000)$ 이 실험의 상수 Hk는 쌀보리 및 겉보리가 각각 0.4881, 0.6649였다.

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연소 전 이산화탄소 회수를 위한 흡수제 및 촉매의 수력학적 특성 (Hydrodynamic Characteristics of Absorbent and Catalyst for Pre-combustion CO2 Capture)

  • 류호정;윤주영;이동호;선도원;박재현;박영성
    • 청정기술
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    • 제19권4호
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    • pp.437-445
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    • 2013
  • 건식 이산화탄소 흡수제를 사용하는 연소 전 이산화탄소 포집용 회수증진수성가스화(sorption enhanced water gas shift, SEWGS) 시스템을 개발하기 위해 이산화탄소 흡수제의 수력학 특성을 측정 및 해석하였다. 기포유동층 조건에서 시스템을 조업하기 위해 이산화탄소 흡수제의 최소유동화속도를 측정하였으며 조업변수의 영향을 해석하였다. 최소유동화속도는 압력과 온도가 증가함에 따라 감소하였으며 층직경이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 연속적인 이산화탄소 흡수-재생 조업조건을 결정하기 위해 고체순환속도에 미치는 조업변수의 영향을 측정 및 해석하였다. 고체순환속도는 10~65 kg/h 범위에서 변화시킬 수 있었으며 고체분사노즐의 유속, 재생반응기의 유속 및 고체층 높이가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.

하수슬러지 유동층 소각에서 유동매체가 N2O 발생에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of Fluidizing Media on the N2O Production in Fluidized Bed Incineration of Sewage Sludge)

  • 박종주;이승재;유인수;전상구;박영성;문승현
    • 청정기술
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    • 제20권4호
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    • pp.390-397
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    • 2014
  • 하수슬러지를 유동층 소각으로 처리할 때 유동매체가 $N_2O$ 발생에 미치는 영향을 고찰하였다. 유동매체로 zeolite 분말을 혼합하여 2 mm의 구형으로 제조하였다. 유동사의 평균크기 0.4 mm인 것을 유동매체로 사용할시 최소유동화속도($U_{mf}$)는 0.44 m/s로 나타났으나, 2 mm zeolite 유동매체를 사용하였을 경우, 최소유동화속도는 0.5 m/s로 다소 증가하는 것을 알 수 있었다. 유동층 소각로 내경에 대한 유동층 높이의 비(bed aspect ratio)를 1.4에서 3.1로 증가시켰을 때, 최소유동화속도는 0.5 m/s 에서 0.7 m/s로 다소 증가하는 것을 알 수 있었다. 과잉공기비가 1.79이고, 유동층 온도는 $909^{\circ}C$, 공탑속도는 약 1.65 m/s의 운전 조건에서, 유동매체 양의 증가에 따라 배가스 $O_2$ 농도는 다소 감소하였으며, $CO_2$의 농도는 다소 증가하는 것으로 나타났다. 유동매체의 양이 6 kg (bed aspect ratio 1.98) 이상일 때 $N_2O$의 농도가 크게 감소하였는데, 이러한 감소는 $N_2O$의 NOx로 전환이라기보다는 zeolite 유동매체에 의한 $N_2O$ 분해 반응에 의한 것으로 사료되었다. 한편, zeolite 유동매체를 유동사와 혼합하여, 유동층 높이를 일정하게 유지하고, zeolite 유동매체의 혼합 비율과 유동층 온도를 변화시켰을 때, $N_2O$의 발생농도는 혼합비율 보다 유동층 온도에 의해 크게 의존하였으며, 고온으로 갈수록 감소하는 것을 알 수 있었다. 소각 운전 온도를 고려하였을 때, zeolite 유동매체의 소성 온도는 $900^{\circ}C$에서 수행하는 것이 효과적인 것으로 판단되었다.

Butterfly 밸브주위의 유동장 해석 (Computation of the flow field around a Butterfly valve)

  • ;김철호
    • 오토저널
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    • 제14권1호
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    • pp.47-53
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    • 1992
  • 대도시의 자동차 배기가스에 의한 대기오염문제는 날로 심화되어 가고 있으며, 그 규제 역시 매 우 엄격해지고 있다. 배기가스의 문제는 연소실내에서의 고효율연소에 의해 개선될 수 있으며, 이 를 위해서는 혼합가스 생성장치에서의 잘 미립화된 혼합가스의 생성에 관한 미시적 연구가 필수 적이다. 본 연구에서는 범용 유체 유동해석, 프로그램을 이용하여 Butterfly밸브 주위에서의 공기 의 흐름현상을 예측하였으며, 밸브의 손실계수(Kv)를 실험치와 비교하여 보았다. 또한 압축성과 비압축성 유체 유동해석의 비교, Residual Mass(R. M)의 최적치 정의에 의한 CPU 시간의 최소 화, Numerical Grid Size의 해석결과에 미치는 영향 등에 관해 알아보았다.

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균일입자계 유동층연소로의 최소유동화 속도에 관한 연구 (The minimum fluidized velocity in fluidizing combustion bed of uniform particle size distribution system.)

  • 조병렬;김광렬
    • 환경위생공학
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    • 제11권1호
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    • pp.39-44
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    • 1996
  • The pressure fluctuations in a gas-solid fluidized bed has been analysed using s statistical method interpreting fluidized 냥d behavior. The performing statistical a analysis of the pressure fluctuations in a fluidized bed of 6.7cm-ID. using uniform p particle size of 115 to $1015{\mu}m$ in diameter. The fluidized gas used air(velocity 0.1~1.2m/sec) at settled bed height to diameter ratios which is LlD=l.O. Then, the pressure fluctuations measured by DPT(differantial pressure transducer). The measuring characteristic values of pressure fluctuation were the mean value and standard value, and also, it has been found that the standard deviation of the pressure fluctuations can be effectively used to predict minimum fluidizing velocity and to explain the fluidized phenomena.

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