An Experimental Study on the Promotion of the Waste-Heat Recovery in the Fluidized Beds used in Reclamation of Foundry Sand

주물사 재생 유동층내 폐열회수 증진에 관한 실험적 연구

In this experimental study, for obtaining the data to be used in the increased recover rate of waste heat from the recirculated sand, the furan foundry sand were used as the fluidized particle in the fluidized bed in which the smooth, spiral and finned tubes($Do={\varphi}12.7$) were horizontally installed and used as the heat-transfer tubes. The heat transfer experiments were performed in the conditions of water Reynolds number of inside tubes in the range of 4,000 to 18,000 and particle Reynolds number of outside tube in the range of 0.8 to 7.5. The heat-transfer coefficients(ho) increase as the higher inside temperature of the fluidized bed and the maximum heat-transfer coefficients can be obtained in the range of 3.5 to 5.5 of particle Reynolds number in the all tubes. The maximum Nu numbers of smooth, spiral and finned tubes are figured as about 1:1.5:3 in order even if the ratios show little different as the temperatures of bed.

본 연구는 furan 주물사의 재생시 냉각효율을 크게 높이며 폐열의 회수를 증진하는 데 활용할 수 있는 자료들을 얻기 위하여, 재생된 Furan foundry sand를 유동입자로 사용한 유동층에서 평활관(smooth tube), 나선관(spiral tube) 및 핀관(finned tube)을 수평으로 설치하여, 유동층 내 온도를 $50{\sim}200^{\circ}C$로 유지하면서 전열 관에 대한 열 전달계수를 실험적으로 구하였다. 유동층의 내경은 210mm이고, 전열관의 외경은 모두 12.7mm인 동관을 각각 사용하였다. 본 실험은 관내 냉각수의 Reynolds수 $4,000{\sim}18,000$범위이고, 유동층내 유동입자 Reynolds수 $0.8{\sim}7.5$의 범위에서 수행하여 다음과 같은 결과들을 얻었다. 1. 유동층내 온도가 높으면 모든 전열관에서 열 전달계수는 커진다. 2. 최대 열 전달계수는 평활관에서는 $Re_p$수 $3.5{\sim}5.5$, 나선관에서는 $Re_p$수 $4.4{\sim}5.2$, 핀관에서는 $Re_p$수 $3.5{\sim}4.8$의 범위에서 각각 얻을 수 있다. 3. 유동층내의 온도에 따라 약간 다르지만 평활관, 나선관 및 핀관에서의 최대 Nu수들은 각각 대략 1:1.5:3.0의 비를 얻는다.