• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권3호
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• pp.371-377
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• 2014

Characteristics of holdup and flow behavior of fluidized solid particles were investigated in a liquid-solid circulating fluidized bed ($0.102m{\times}3.5m$). Effects of liquid velocity ($U_L$), particle size ($d_P$) and solid circulation rate ($G_S$) on the solid holdup, overall particle rising velocity, slip velocity between liquid and particles and hydrodynamic energy dissipation rate in the riser were examined. The particle holdup increased with increasing $d_P$ or $G_S$ but decreased with increasing $U_L$. The overall particle rising velocity increased with increasing $U_L$ or $G_S$ but decreased with increasing $d_P$. The slip velocity increased with increasing $U_L$ or $d_P$ but did not change considerably with $G_S$. The energy dissipation rate, which was found to be closely related to the contacting frequency of micro eddies, increased with increasing $d_P$, $G_S$ or $U_L$. The solid particle holdup was well correlated with operating variables such as $U_L$, $d_P$ and $G_S$.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.200-205
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• 2011

직경 1.0 m인 파일럿 규모 슬러리 기포탑에서 기포체류량의 축방향, 반경방향분포를 고찰하였다. 기체의 유속, 연속 액상의 표면장력 그리고 슬러리상에 포함된 고체입자의 분율이 기포탑 내부 기포의 축방향 및 반경방향 분포에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구의 실험조건 모두에서 체류량은 기포탑의 중심으로부터 반경방향 무차원 거리가 증가함에 따라 감소하였으며, 기포탑의 분산판으로부터 축방향의 무차원의 거리가 증가함에 따라 증가하였다. 기포체류량의 반경방향 불균일도는 기체의 유속이 증가함에 따라 연속 액상의 표면장력이 감소함에 따라 증가하였으나 슬러리상에 포함된 고체입자 분율에는 크게 영향을 받지 않았다. 본 연구의 범위에서 축방향과 반경방향 기포체류량의 분포는 각각의 실험변수의 상관식으로 나타낼 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권6호
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• pp.1703-1705
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• 2014

Bubble column reactors are considered the reactor of choice for numerous applications including oxidation, hydrogenation, waste water treatment, and Fischer-Tropsch (FT) synthesis. They are widely used in a variety of industrial applications for carrying out gas-liquid and gas-liquid-solid reactions. In this paper, the computational fluid dynamics (CFD) model is used for predicting the gas holdup and its distribution along radial and axial direction are presented. Gas holdup increases linearly with increase in gas velocity. Gas bubbles tends to concentrate more towards the center of the column and follows a wavy path.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.83-88
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• 2011

점성슬러리 기포탑에서 작은 기포의 체류량 특성에 대해 고찰하였다. 정압 강하방법(Static pressure drop method)에 의해 구한 기포탑 내부전체 기포체류량과 이중저항탐침법(dual resistivity probe method)에 의해 구한 큰 기포의 체류량으로부터 기포탑 내부에 체류하는 작은 기포의 체류량을 구할 수 있었다. 기체유속, 연속액상의 점도 그리고 슬러리 상중에 포함된 고체입자의 분율이 전체 기체체류량, 큰 기포의 체류량 그리고 작은 기포의 체류량에 미치는 영향을 검토하였다. 점성슬러리 기포탑에서 작은 기포의 체류량은 기체의 유속이 증가하면 증가하였으나 연속액상의 점도와 슬러리상에 포함된 고체입자의 분율이 증가하면 감소하였다. 기포탑 내부에 체류하는 전체 기포 체류량 중 작은 기포 체류량의 분율은 기체유속이 증가하면 증가하였으나 연속액상의 점도와 슬러리상에 포함된 고체입자의 분율이 증가하면 감소하였다. 기포탑 내부에 체류하는 작은 기포는 큰 기포의 상승속도에 영향을 미치지 못하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제5권1호
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• pp.93-102
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• 1996

Hydrodynamic characteristics such as gas holdup, liquid circulation velocity and bed expansion in a hexagonal inverse fluidized bed were investigated using air-water system by changing the ratio ($A_d$/$A_r$) of cross-sectional area between the riser and the downcomer, the liquid level($H_1$/H), and the superficial gas velocity($U_g$). The gas holdup and the liquid circulation velocity were steadily increased with the superficial gas velocity increasing, but at high superficial gas velocity, some of gas bubbles were carried over to a downcomer and circulated through the column. When the superficial gas velocity was high, the $A_d$/$A_r$ ratio in the range of 1 to 2.4 did not affect the liquid circulation velocity, but the maximum bed expansion was obtained at $A_d$/$A_r$ ratio of 1.25. The liquid circulation velocity was expressed as a model equation below with variables of the cross-sectional area ratio($A_d$/$A_r$) between riser to downcomer, the liquid level($H_1$/H), the superficial gas velocity($U_g$), the sparser height[(H-$H_s$)/H], and the draft Plate level($H_b$/H). $U_{ld}$ = 11.62U_g^{0.75}$${(\frac{H_1}{H})}^{10.30}$${(\frac{A_d}{A_r})}^{-0.52}$${(\frac({H-H_s}{H})}^{0.91}$${(\frac{H_b}{H})}^{0.13}$

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권5호
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• pp.505-512
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• 2006

직경이 0.102 m이고 높이가 2.5 m인 액체-입자 swirling(나선)흐름 유동층에서 유동 입자의 흐름 및 열전달 특성을 고찰하였다. 액체유속($U_L$), 유동 입자의 크기($d_p$) 그리고 연속상인 액체의 나선 유도흐름 액체량의 비($R_s$)가 유동층 내 유동입자의 체류량 유동층 내부 열원과 유동층간의 총괄 열전달 계수에 미치는 영향을 검토하였다. 액체-입자 나선흐름 유동층에서 입자 체류량은 입자의 크기와 나선유도흐름 액체량의 비가 증가함에 따라서 증가하였으나, 액체유속의 증가에 따라서는 감소하였다. 유동층 내부에서 나선 유도 흐름 액체량의 비가 0.1~0.3인 경우에 유동 입자의 국부체류량은 유동층 중심부에서 큰 값을 나타내었으나, $R_s$의 값이 0.5일 때는 반경 방향 입자 체류량은 거의 균일한 분포를 보이며, $R_s$의 값이 0.7일 때는 유동층 중심부의 입자 체류량이 상대적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 유동층 내부열원과 유동층간의 열전달 특성은 열원 표면과 유동층간의 온도차 요동 자료의 위상공간 투영과 kolmogorov 엔트로피 해석으로 고찰할 수 있었으며, 나선 유도 흐름 액체량의 비($R_s$)가 0.1에서 0.5까지 증가할수록 온도차 요동 자료의 위상공간 투영은 점점 안정되고 규칙성이 증대되는 상태를 나타내고, kolmogorov 엔트로피 값은 감소하는 경향을 나타내었다. 열원 표면과 유동층간의 온도차 요동 자료의 kolmogorov 엔트로피 값은 액체의 유속이 증가함에 따라 최대값을 나타내었다. 열원과 유동층간의 총괄 열전달 계수는 액체유속, 층공극률, 나선 유도 흐름 액체량의 비가 증가함에 따라서 최대값을 나타내었으며, 유동 입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였다. 내부 열원과 유동층간의 총괄 열전달 계수가 최대값을 나타낼 때의 액체의 유속 조건에서 온도차 요동자료의 kolmogorov 엔트로피의 값도 최대값을 나타내었다. 액체-입자 나선흐름 유동층에서 입자 체류량과 열전달 계수를 무차원군의 상관식으로 나타낼 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.571-576
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• 2011

점성 액체를 사용한 모사된 GTL공정(직경 0.102 m ${\times}$ 높이 1.5 m)에서 기포에 의해 발생되는 wake의 특성을 고찰하였다. 기체의 유속(0.04 ~ 0.12 m/s)과 액상의 점도(0.001 ~ 0.050 $Pa{\cdot}s$)가 wake의 특성 즉 상승속도, 빈도수, 크기 그리고 체류량에 미치는 영향을 전기저항 탐침법에 의해 결정하였다. 상승하는 단일기포들뿐만 아니라 다중기포의 후면에 형성된 wake 상들도 탐침에 의해 측정된 전기 전도도 요동자료로부터 효과적으로 검침되었다. 유속이 조절되는 압축 여과공기와 CMC 수용액을 각각 분산기체상과 연속액상으로 사용하였다. 실험결과 wake 상의 상승속도와 크기는 기체의 유속 또는 액상의 점도가 증가함에 따라 증가하였다. wake 상의 체류량과 빈도수는 기체의 유속이 증가함에 따라 증가하였는데, 이는 기체유속의 증가에 따라 공정에 유입되는 기체의 양이 증가하기 때문이다. 그러나, 액상의 점도가 증가함에 따라 기포의 크기와 wake의 크기가 증가하기 때문에 wake의 상의 체류량과 빈도수 값은 wake 상의 액상의 점도가 증가함에 따라 감소하였다. Wake 상 체류량의 기체의 체류량에 대한 비율은 0.25~0.48의 범위였으며, 이 비율은 액체점도가 증가함에 따라 증가하였으나 기체의 유속이 증가함에 따라 감소하였다. 본 연구의 실험범위에서 wake 상의 특성들은 운전변수의 상관식으로 잘 나타낼 수 있었다.

• 한국안전학회지
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• 제9권3호
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• pp.67-73
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• 1994

The gas holdup and volumeteric liquid phase mass transfer coefficient with the variation of the concentration of CMC aqueous solution, gas velocity, diameter and area of the draught tube were investigated. As the results of the experiments, the gas holdup and volumetric liquid phase mass transfer coefficient decreased with decreasing the concentration of CMC aqueous solution, increased with increasing the gas velocity and increased with increasing the circulated area ratio of the draught tube.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.548-556
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• 2013

생산량 증대를 위한 방법으로 다른 두 내경의 2단 튜빙을 이용한 기법이 제안되고 있다. 본 연구에서는 다양한 2단 튜빙조합을 고려하여 각 목적에 부합하는 조합들을 제시하였다. 기존연구에서 고려한 생산량뿐만 아니라 유동안정성을 확보하는 결과를 제시하였다. 유동안정성은 tubing pressure traverse, 액체부피비, 운영조건의 안정성을 통해 분석되었다. 본 연구에서 분석한 가상유전의 경우 순현재가치가 가장 큰 2단 튜빙은 하단이 4.5 in 내경에 길이가 2000 ft이며 상단은 5.5 in 내경에 길이가 8000 ft인 조합이다. 2단 튜빙간 마찰압력손실 차이는 크지 않았기 때문에 단일튜빙과 비교했을 때보다 다양한 조합이 가능하였다. 튜빙하단에선 liquid loading을 방지하기 위해 작은 액체부피비를 유지하는 것이 중요한데, 이는 2단 튜빙 하단에서 작은 내경을 사용함으로써 가능하였다. 생산운영의 분석결과로부터 다양한 튜빙 디자인이 가능함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.582-587
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• 2011

점성액체 기포탑에서 기포, wake 및 연속액상들의 체류량 특성을 고찰하였다. 기포탑의 직경(0.051, 0.076, 0.102 and 0.152 m ID), 기체 유속(0.02~0.16 m/s) 그리고 연속액상의 점도(0.001~0.050 $Pa{\cdot}s$)가 기포, wake 및 연속액상의 체류량에 미치는 영향을 검토하였다. 기포, wake 그리고 연속액상들은 이중 전기 저항탐침방법에 의하여 성공적으로 구별할 수 있었다. 압축된 여과공기와 물 또는 CMC 수용액을 각각 기체와 연속액상으로 사용하였다. 기포탑에서 기포와 wake 상들을 연속적으로 검침하기위해 자료수집장치(DT 2805 Lab Card)와 컴퓨터를 사용하였다. 탐침 써키트로부터 수집된 아날로그 자료는 디지털 자료로 변환되었으며, 이들 자료를 이용하여 기포탑에서 상승하는 단일기포 뿐만이 아니라 다중기포들의 후면에서 wake 상을 검침할 수 있었다. 기포와 wake 상의 체류량은 각각 기포탑의 직경과 연속액상의 점도가 증가함에 따라 감소하였으나 연속액상의 체류량은 증가하였다. 그러나, 기포와 wake의 체류량은 각각 기체 유속이 증가함에 따라 증가한 반면 연속액상의 체류량은 감소하였다. wake 상 체류량에 대한 기포 체류량의 비율은 기포탑의 직경 또는 기체의 유속이 증가함에 따라 감소한 반면 연속액상의 점도가 증가함에 점성액체 기포탑에서 기포, wake 그리고 연속액상의 체류량은 본 연구의 실험범위에서 다음과 같은 실험변수의 상관식으로 나타낼 수 있었다. ${\varepsilon}_B=0.043D^{-0.18}U_G^{0.56}{\mu}_L^{-0.13}$, ${\varepsilon}_W=0.003D^{-0.85}U_G^{0.46}{\mu}_L^{-0.10}$, ${\varepsilon}_C=1.179D^{0.09}U_G^{-0.13}{\mu}_L^{0.04}$.