• Journal of Biosystems Engineering
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• 제31권4호
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• pp.376-384
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• 2006

This study was conducted to perform for comparative analysis of the cleaning efficiency on 3 kinds of cleaning liquid state, 3 steps of cleaning temperature $(45^{\circ}C,\;60^{\circ}C,\;70^{\circ}C,\;)$ and 6 steps of cleaning time (2.5, 5, 7.5, 10, 12.5, 15 minute). 3 kinds of cleaning liquid state are the non fluidized bed, liquid fluidized bed and liquid/solid fluidized bed. UV spectrophotometer was used in estimation of cleaning efficiency, which it is experimental equipment using the absorptiometric analysis method. Cleaning efficiency by cleaning time was increase from 2.5 minutes to 15 minutes, liquid/siolid fluidized bed was indicated the highest cleaning efficiency among the 3 kinds of cleaning liquid state and $70^{\circ}C$ of cleaning temperature at liquid/solid fluidized bed was indicated the highest cleaning efficiency as 98% among the 3 steps of cleaning temperature.

• 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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• 제61권2호
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• pp.312-321
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• 2023

Fluidized beds have been widely used in industrial applications, which in most of them, the operating fluid is non-Newtonian. In this study, the combination of the lattice Boltzmann method (LBM) and the smoothed profile method has been developed for non-Newtonian power-law fluids. The validation of the obtained model were investigated by experimental correlations. This model has been used for numerical studying of changing the operating fluid and geometrical parameters on the expansion behavior in liquid-solid beds with both Newtonian and non-Newtonian fluids. Investigations were performed for seven different geometries, one Newtonian, and two non-Newtonian fluids. The power-law index was in the range of 0.8 to 1, and the results for the Newtonian fluidized beds show more porosity than the non-Newtonian ones. Furthermore, increasing the power-law index resulted in enhancing the bed porosity. On the other hand, bed porosity was decreased by increasing the initial bed height and the density of the solid particles. Finally, the porosity ratio in the bed was decreased by increasing the solid particle diameter.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.440-444
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• 2015

Effects of operating variables on the solid circulation rate were investigated in a three-phase circulating fluidized bed, of which inside diameter was 0.102m and height was 3.5m, respectively. Gas velocity, primary and secondary liquid velocities, particle size and height of solid particles piled up in the solid recycle device were chosen as operating variables. The solid circulation rate increased with increasing primary and secondary liquid velocities and height of solid particles piled up in the solid recycle device, but decreased with increasing particle size. The value of solid circulation rate decreased only slightly with increasing gas velocity in the riser. The values of solid circulation rate were well correlated in terms of dimensionless groups within the experimental conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.186-190
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• 2018

For the first time, the characteristics of solid circulation rate ($G_S$) were investigated in a three-phase (gas-liquid-solid) viscous circulating fluidized bed (TPCFB). The solid circulation rate was controlled separately by adjusting the experimental apparatus as well as operating variables. Effects of primary and secondary liquid velocities ($U_{L1}$ and $U_{L2}$), gas velocity ($U_G$), particle size ($d_p$), height of particles piled up in the solid recycle device (h), and viscosity of continuous liquid media (${\mu}_L$) on the value of $G_S$ were determined. The experimental results showed that the value of $G_S$ increased with increases in the values of $U_{L1}$, $U_{L2}$, h and ${\mu}_L$, while it decreased with increasing $U_G$ and $d_p$ in TPCFBs with viscous liquid media. The values of $G_S$ were well correlated in terms of dimensionless groups within this experimental conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.790-797
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• 2011

삼상유동층에서 수력학적 유사성을 규모인자(scaling factor)를 이용하여 해석하였다. 규모인자는 직경이 다른 두 종류의 삼상유동층간의 기체, 액체, 그리고 고체입자의 체류량과 단위면적당 유효부피흐름속도를 기준으로 정의하였다. 두 종류 삼상유동층의 직경은 각각 0.102 m와 0.152 m이었다. 여과된 압축공기, 물 그리고 밀도가 2,500 kg/$m^3$인 유리구슬을 각각 기체, 액체 그리고 유동고체입자로 사용하였다. 각 삼상유동층에서 각 상들의 체류량은 정압강하법에의해 결정하였다. 기체 및 액체의 유속 그리고 고체유동입자의 크기가 각 상들을 기준으로한 규모인자와 유효부피흐름속도를 기준으로한 규모인자에 미치는 영향을 검토하였다. 직경이 다른 두 삼상유동층에서 기체 체류량의 편차는 기체와 액체의 유속이 증가함에 따라 감소하였으나 유동입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였다. 직경이 다른 두 종류 삼상유동층에서 액체 체류량 편차는 기체와 액체 그리고 고체유동입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였다. 두 종류 삼상유동층에서 고체입자 체류량 편차는 기체유속과 유동입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라 감소하였다. 직경이 다른 두 종류 삼상유동층에서 유효부피흐름속도를 매개로 한 규모인자는 기체유속과 유동입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라 증가하였다. 본 연구에서 정의된 규모인자는 삼상유동층 공정의 수력학적 유사성을 해석하는데 효과적으로 사용될 수 있었다.

• 공업화학
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• 제16권1호
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• pp.34-38
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• 2005

직경이 0.102 m이고 높이가 2.5 m인 유동층 액-액 추출기에서 액적의 크기와 분포 그리고 상승속도의 특성에 대하여 연구하였다. 분산상(0~0.04 m/s)과 연속상(0.02~0.14 m/s)의 유속변화, 그리고 유동고체 입자의 크기변화(1.0, 2.1, 3.1, 6.0 nm)에 따른 액적의 특성을 검토하였다. 액적의 흐름 거동은 추출기 내부에서 액적의 흐름 거동은 분산상과 연속상의 증가와 액적의 크기에 따라 상당히 영향을 받았다. 액적의 크기는 분산상의 속도가 증가함에 따라 증가하였지만, 유동입자의 크기가 증가함에 따라 따라서는 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 연속상의 유속이 증가함에 따른 액적의 크기는 국부적인 최대값을 나타낸 후 감소하는 경향을 나타내었다. 액적의 크기와 상승속도는 실험변수들과 잘 상관됨을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.706-711
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• 2016

점성유체 액체-고체 순환유동층에서 고체순환속도의 특성에 대해 고찰하였다. 주액체유속, 2차액체의 유속, 유동입자의 크기, 액체의 점도 그리고 입자의 재순환을 위한 장치에서 입자 저장층의 높이가 입자의 순환속도에 미치는 영향을 검토하였다. 입자의 순환속도는 주액체의 유속, 2차액체의 유속, 액체의 점도 그리고 입자저장층의 높이가 증가함에 따라 증가하였으나, 유동입자의 크기가 증가함에 따라서는 감소하였다. 순환유동층의 상승관에서 유동입자의 상승속도는 주액체유속과 2차액체의 유속비($U_{L1}/U_{L2}$)와 유동입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였다. 상승관에서 입자의 미끄러짐속도 즉, 연속액상의 유속과 유동입자의 상승속도비($U_L/U_S$)는 연속 액상의 점도가 증가함에 따라 감소하였으나, 유동입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였다. 본 연구에서 구한 고체 순환속도는 실험변수 및 무차원군의 함수들로 상관식을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제16권4호
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• pp.485-490
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• 2005

유동층 전극 반응기에서 기체의 주입이 산업폐수로부터 동입자의 회수에 미치는 영향을 고찰하였다. 유동층 전극 반응기에서 액체유속(0.1~0.4 cm/s), 전류밀도($2.0{\sim}3.5A/dm^2$) 그리고 투입되는 유동 고체입자의 양(1.0~4.0 wt%)의 일정조건에서 기체의 주입(0.1~0.4 cm/s)이 각 상들의 체류량과 동입자 회수효율에 미치는 영향을 검토하였다. 유동 고체 입자로는 폴리 스틸렌과 DVB (Divinyl Benzene)로 구성된 직경 0.5 mm의 구형입자(swelling 밀도: $1100kg/m^3$)를 사용하였다. 유동층 전극반응기에서 주입되는 기체 유속이 증가함에 따라 고체 체류량과 기체 체류량은 증가하는 반면 액체 체류량은 감소하는 경향을 나타내었다. 반응기내에 기체를 0.1~0.2 cm/s 정도 주입한 경우 기체 주입전에 비해 동 회수율이 증가한 반면 0.3~0.4 cm/s 이상 주입하면 기체 주입전보다 동 회수율은 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 유동층 반응기에서 기체 및 액체 유속, 두 전극간 거리 그리고 유동고체입자의 양이 증가함에 따라 동의 회수율은 증가하다가 최대의 회수율을 나타낸 후 점점 감소하는 경향을 나타내었다. 전류밀도가 증가함에 따라서 동의 회수율은 패러데이 법칙에 의해 거의 선형적인 증가를 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.651-657
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• 2020

고체 입자들이 유체처럼 움직이는 유동층 공정은 에너지 전환 공정뿐만 아니라 범용 고분자 수지의 생산 공정에도 이용되고 있다. 범용 고분자 수지 중의 하나인 LLDPE(Linear low density polyethylene)도 기포 유동층 공정을 통해 전세계에서 생산되고 있다. 입자 크기에 비해 밀도가 낮은 LLDPE 입자들은 고분자 중합 반응을 위해 공급되는 수소에 의해서 유동화된다. 그러나 LLDPE 생산 공정은 기포유동층 공정임에도 불구하고 발생한 슬러그로 인하여 반응에 영향을 끼쳐 공정의 효율 저하를 불러올 수 있다. 이에 본 연구에서는 상용 고분자 반응기를 모사한 pilot 규모의 고분자 합성 반응기(0.38 m l.D., 4.4 m High)와 동일한 시뮬레이션 모델을 구축하여 LLDPE 입자의 유동화 상태를 고찰하였다. 특히 기체 유속(0.45-1.2 m/s), 고체 입자 밀도(900-1900 kg/㎥), 입자 구형도(0.5-1.0), 입자 크기(120-1230 ㎛)의 변화에 따른 슬러그 특성을 세밀하게 고찰하기 위하여 전산입자유체해석(Computational particle-fluid dynamics, CPFD)을 이용하였다. CPFD를 통해서 일부 실험자들만 고찰할 수 있었던 flat slug의 발생을 시각적으로 구현하였으며 밀도, 구형도, 크기 등의 고체의 물리적 특성을 변화시킴에 따라 슬러그 발생을 저감시킬 수 있음을 확인하였다.