삼상유동층에서 비뉴톤유체의 상체류량 및 물질전달 특성

Abstract

기포탑 및 삼상 유동층에서 Non-Newtonian 유체의 물질전달 특성을 연구하였다. column 의 내경은 15.2 cm 이며 높이는 190 cm 이다. 또한 단위 체적 물질전달 계수를 구하기 위한 기존의 model 을 비교하였으며 본 연구에서 제시한 hybrid model 의 타당성을 입증하였다. 액체상으로 물 및 CMC 용액, 기체 상으로 공기를 사용하였으며, 고체 상으로 밀도 $2.5 g/cm^3$ 인 유리구를 0.2, 0.3, 0.6, 0.8 cm로 크기를 변화시켜 사용하였다. 실험 변수범위는 액체 유속을 0.94-12.0 cm/sec, 기상 유속을 1-16 cm/sec, 입자 크기를 0-0.8 cm 및 액상 점도를 $1-214.19 mPaS^n$ 까지 변화시켰으며 분배기로부터 3.5, 6, 9, 19, 29, 39, 58, 79, 100 cm 떨어진 곳에 시료 채취점을 설치하여 기-액간의 물질전달에 미치는 영향을 고찰하였다. 단위 체적 물질전달 계수가 기상유속, 액상유속 및 입자 크기에 따라 증가하였으며 액상 점도에 따라서는 감소하였다. 단위 체적 물질전달 계수와 기상, 액상, 입자 크기 및 액상점도에 대한 dimensional correlation 을 구하였으며, Sc 와 Re 를 포함하는 dimensionless correlation 을 구하였다.