• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
• /
• pp.51.2-51.2
• /
• 2005

• 한국융합학회논문지
• /
• 제11권10호
• /
• pp.219-224
• /
• 2020

입상재료를 균일하게 혼합하기 위한 입자 교반기는 다양한 산업 분야에서 널리 활용되는 기계 장치로써 응용 분야와 혼합 조건에 따라 다양한 형태로 개발되어 사용되고 있다. 하지만 대부분 산업용 교반기의 구동 자유도는 2 자유도 이하로써 혼합재료의 기계적 특성 및 교반기의 구조를 제외한 운전 조건 측면에서 최적 교반을 위한 인자의 선택범위는 넓지 않다. 운전 조건의 선택 범위를 확대하기 위해 본 논문에서는 다관절 로봇과 입자용 드럼 믹서를 융합한 다자유도 로봇 교반기를 제안하였고 가상 작동 환경에서 교반 성능을 평가하였다. 입자 유동 해석 기법인 이산요소법을 이용하여 다자유도 로봇 믹서의 성능 예측 시뮬레이션을 수행하였고 제안된 장치 설계안이 기존 교반기보다 개선된 혼합 성능을 발휘할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
• /
• pp.44.2-44.2
• /
• 2005

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
• /
• pp.138-142
• /
• 2007

본 연구는 고점도 유체의 혼합을 위한 교반기 설계의 기초연구로서 스크류 형상의 임펠러(또는 헬리컬 임펠러)를 가지는 교반기 내의 유동과 이에 따른 유체혼합 특성을 수치해석을 통해 가시화한 것이다. 이와 더불어 양호한 혼합효과를 가져다 줄 것으로 예상되는 엇갈림형 스크류 임펠러의 모델을 제안하였다. 수치해석상의 유체는 고점도의 Newton유체로 가정하였으며 임펠러의 회전속도는 6[rpm]으로 아주 작게 하여 저 레이놀즈수(약 Re=3)에서 혼합효과를 연구하였다. 또한 각종 설계 파라미터를 변화시켜 혼합 양상의 차이를 분석하여 설계에 반영하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제30권5호
• /
• pp.430-437
• /
• 2006

The mixing effect is studied by comparing rotating and oscillating stirrers in the micro channel. The cases of Re=10 to 80 with various stirring speeds are considered to analysis the effect of Re and stirrer speed for the mixing. Under Re=20, the oscillating stirrer represents better mixing rate than the rotating stirrer up to the critical stirrer speed which has a maximum efficiency. Over Re=30, the results of oscillating and rotating stirrer show that the faster the stirrer speed, the higher the mixing effect within the concerned stirrer speed range and the oscillating stirrer keeps the higher mixing rate. It was found that the mixing effect is a function which has an optimum of the Reynolds number and the stirrer speed. The D2Q9 Lattice Boltzmann Method is used due to the merits of calculation for the unsteady flow with moving boundary.

• KSBB Journal
• /
• 제4권3호
• /
• pp.221-228
• /
• 1989

각종 섬유질 효소당화반응조내의 현탁액 혼합교반 양상이 효소당화에 미치는 영향을 검토하기 위하여 3종의 대표적인 bioreactor;vertical impeller type bioreactor-(VITB), horizonatl paddle type bioreactor(TDTB)를 제작하여 그 효용성을 비교 검토하였다. 최적 교반강도는 impel-ler나 paddle로 현탁핵을 교반하는 VITB와 HPTB가 각각 100rpm, 그리고 통자체를 회전시켜 교반하는 TDTB가 200rpm이었으며 TDTB에 부착된 baffle의 형태 및 크기는 큰 영향을 주지 않았다. 또한 VITB나 TDTB의 경우 과다한 교반은 효소의 실활을 유발시켜 오히려 섬유소당화를 저해하였다. 3종의 bioreactor의 최적 교반조건에서의 당화효율을 비교한 결과 VITB가 가장 높았으며 특히 고농도 섬유소 당화시 가장 높은 당화효율을 보여, 가장 효율적인 교반양상을 나타내는 것으로 보인다. 이로 미루어 impeller나 paddle의 물리적 충격에 의한 현탁액의 cellulose network를 파괴시키는 효소반응기가 단순히 교반혼합하는 반응기에 비하여 우수한 결과를 줌을 알 수 있었다. 반면 주어진 양의 당을 생산하는데 소요되는 동력소모를 검토한 결과 TDTB가 VITB에 비하여 다소 낮았으나 고농도의 경우는 급속히 증가되었다. 적절한 bioreactor의 선정에는 기질의 가격, 당화수율, 고농도 당화, 그리고 반응기의 scale-up의 용이성등이 종합적으로 검토되어져야 할 것이다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.51-59
• /
• 2006

교반기 내에서의 교반속도 변화에 따라 제조된 자가치료용 마이크로캡슐의 물리적 특성을 입도분석기와 광학현미경을 통해 실험적으로 관찰하였다. 또한 자가치료용 마이크로캡슐의 제조공정을 이해하기 위해 3차원 수치해석의 수행을 통해 교반기 내에서의 유동 특성을 조사하였다. 연구결과에 따르면, 교반기 내에서의 교반속도는 마이크로캡슐의 크기를 결정하는 주요 인자임을 확인하였다. 액체가 혼합된 교반기 내에서는 회전하는 임펠러에 의해 제트와 끝단 와류 성분이 발생하였으며 임펠러의 블레이드 주위에 형성되는 와도는 교반속도가 높아질 때 증가함을 알 수 있었다. 또한 자가치료용 마이크로캡슐의 크기는 끝단 와류와 같은 작은 크기의 혼합 패턴 유동에 큰 영향을 받았다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
• /
• pp.680-685
• /
• 2000

Liquid flow in a stirring mixer driven by a six-blade turbine has been investigated experimentally. The flows were quantified by measurements of velocity characteristics. obtained by a Particle Image Velocimetry(PIV). for a blade rotational speed of 100r.p.m. and for two blade clearances from the bottom of the tank. The instantaneous flow fields show that the bulk flow consists of small scale vortices very complicately. However, the mean flow results show that the formation of ring vortices above and below the blade. which depend on the clearance.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제53권2호
• /
• pp.174-180
• /
• 2015

8자 진동교반조에 대해 실험적으로 유동상태를 관찰하여 혼합 가시화, 소요동력, 고-액 및 기-액 물질이동에 대한 여러가지의 특성을 측정하였다. 진동수가 증가하면 유동상태, 혼합시간 소요동력 및 물질이동계수는 규칙적으로 변하지 않으므로 조작조건의 선정이 중요하다. 어떤 진동수에서라도 Fr = 0.095 이상에서는 실험적으로 명확하게 되었다. 이때 교반조내 유체는 선회류형으로 되어 혼합에 적합한 상태가 되고, 8자 진동교반에서의 최적 조작범위는 왕복 진동교반 보다도 넓었다. 8자 진동교반과 기존의 선회진동교반내의 고-액간 물질이동계수는 완전히 같은 식으로 상관되었다. 또한 기-액간 물질이동용량계수도 기존의 선회진동교반에서의 식과 같은 형태의 상관식으로 나타났다.

• 공업화학
• /
• 제5권2호
• /
• pp.223-229
• /
• 1994

회분식 추출기를 이용하여 구연산-초산 혼합수용액-n-butylacetate계에서 2급 아민 추출제인 DITDA와 용매화 추출제인 MOHPO를 이용 추출시 물질전달계수에 미치는 교반속도의 영향에 대하여 연구하였다. 실험결과 본 추출장치에서 교반속도가 커질수록 추출도는 증가하였고, 교반속도가 200rpm, 교반시간 30분 정도가 가장 좋은 결과를 얻었다. 또한 구연산-초산 혼합수용액에서 추출제로 2급 아민인 DITDA을 사용했을 경우 추출도가 더 높았다. 물질전달계수는 추출도와 비례함을 알았고, 구연산을 DITDA로 추출시 추잔상측 물질전달계수와 Re수와는 $K_r=1.254{\times}10^{-3}Re^{0.536}$이었다.