Ku, Jae-Hyun;Cho, Hyun-Ho;Koo, Jeong-Hwan;Yoon, Suk-Goo;Lee, Jae-Keun
Journal of Mechanical Science and Technology
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제14권10호
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pp.1159-1167
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2000
Particles in liquid-solid suspension flow might enhance or suppress the rate of heat transfer and turbulence depending on their size and concentration. The heat transfer characteristics of liquid-solid suspension in turbulent flow are not well understood due to the complexibility of interaction between solid particles and turbulence of the carrier fluid. In this study, the heat transfer coefficients of liquid-solid mixtures are investigated using a double pipe heat exchanger with suspension flows in the inner pipe. Experiments are carried out using spherical fly ash particles with mass median diameter ranging from 4 to $78{\mu}m$. The volume concentration of solids in the slurry ranged from 0 to 50% and Reynolds number ranged from 4,000 to 11,000. The heat transfer coefficient of liquid-solid suspension to water flow is found to increase with decreasing particle diameter. The heat transfer coefficient increases with particle volume concentration exhibiting the highest heat transfer enhancement at the 3% solid volume concentration and then gradually decreases. A correlation for heat transfer to liquid-solid flows in a horizontal pipe is presented.
Effect of a particle's spin is investigated numerically by considering the effect of lift occurring due to difference of rotations of a particle and of fluid such as the Saffman lift and Magnus force. These lift forces have been neglected in many previous works on particle-laden turbulence. The trajectory of particles can be changed by the lift forces, resulting in significant modification of the stochastic characteristics of heavy particles. Probability density functions and autocorrelations are examined of velocity, acceleration of solid particle and acceleration of fluid at the position of solid particle. Changes in velocity statistics are negligible but statistics related with acceleration are a little bit changed by particle's rotation. When a laden particle encounters with coherent structures during the motion, the particle's rotation might significantly affects the motion due to intermittently large fluid acceleration near coherent structures.
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.
The fluidized solid particles not only increase heat transfer rates but have a cleaning function eliminating contaiminated substances caused from condensate water. An experiment was performed to measure heat transfer rates and pressure drops in a fluidized heat exchanger with circulating solid particle for constant heat transfer rate. As a results, the heat transfer rate increased by 26.9~2.6%, heat transfer coefficient by 11.9~2.7%, and pressure drop by 79.1~10.9% at the gas velocity of 6.1 ~12.1 m/s and solid particle flow rate of 100~50 kg/h with the heat exchanger of H: 50 mm, $D_p=2 in,\; and\;D_{BP}$=30 mm.
An experimental study is carried out to study two-phase vertically upward hydraulic transport of solid particles by water in a vertical and inclined (0${\sim}$60 degree) concentric annulus with rotation of the inner cylinder. Rheology of particulate suspensions in shear-thinning fluids is of importance in many applications such as particle removal from surfaces, transport of proppants in fractured reservoir and cleaning of drilling holes, and so on. Annular fluid velocities varied from 0.2 m/s to 1.5 m/s for the actual drilling operational condition. Macroscopic behavior of solid particles, averaged flow rate, and particle rising velocity are observed. Main parameters considered in this study were radius ratio, inner-pipe rotary speed, fluid flow regime, and particle injection rate. For both water and CMC solutions, the higher the concentration of the solid particles is, the larger the pressure gradients become
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제22권4호
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pp.515-521
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1998
In this study the mixing process of two-phase flow which makes two jets existing vlocity difference are analyzed. The primary jet is jetted on the condition of the state mixed pulverized solid pariticle with air and the velocity in the secondary jet is changed into three kinds velocities(0.60, 75m/s) The velocity vector field concentration field and turbulent properties of solid particles are measured by using 3-Dimensional Particles Dynamics Analyzer. As the velocity of secondary jet increases the solid particle recirculation zone becomes larger. Also solid particle concentration gets dense due to velocity decrement of particles.
본 연구에서는 하천실험센터에서 부유 물질 실험을 수행하여 부유 물질의 거동 및 확산을 관찰하고 이를 입자분산모형을 통하여 그 이동을 구현하고자 하였다. 규사를 물과 믹서기를 이용하여 혼합한 후 실규모 크기의 실험수로에 인위적으로 투입하고 레이저부유사측정기(LISST)를 이용하여 부유 물질의 농도를 측정하였다. 실험에서 드론 이미지 및 부유사 측정기 관측 데이터와 입자 분산 모형을 통해 부유 물질의 거동을 모의하여 비교한 결과, 비교적 실험 결과가 구현이 잘 된 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 입자 분산 모형의 적용성은 물론, 높은 강우량으로 인한 유량 발생 시 부유 물질 예측 활용성을 기대할 수 있게 되었다.
Kim, Min Kon;Hong, Sung Kyu;Lim, Dae Ho;Yoo, Dong Jun;Kang, Yong
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.
The Mixer is apparatus that help precipitation or an inhomogeneous distribution of various phases to be mixed and that user makes necessary material mixing one or the other. Mainly the mixer which is used from chemical and food industry is very important system in engineering that mixes the material. The inside flow of the mixer under the actual states which put a basis in flow of the fluid is formed rotation of the impeller. The inside flow of impeller will be caused by various reasons change with shape of impeller, number of rotation, mixing material and flow pattern of free surface etc. Also mixer study depended in single-phase flow and experimental research. So the numerical analysis of flow mixing solid-fluid particle is simulated. It is become known, that the case where agitator inside working fluid includes the solid particle the sinkage reverse which the solid particle has decreases an agitation efficiency. From the research which it sees the hazard solid which examines the effect where the change of the sinkage territory which it follows agitation number of revolution and diameter of the particle goes mad to an agitator inside flow distribution - numerical analysis the inside flow distribution of liquid state with Eulerian Two-Phase Method.
The series of experiments under the various conditions were carried out to evaluate the feasibility of dissolved air flotation (DAF) as an alternative of conventional gravity sedimentation (CGS) and to investigate the decrease of the loadings following to biological wastewater treatment processes in livestock wastewater system. On the basis of the experiment result between CGS and DAF processes, for the other water quality criteria as well as suspended solid the removal efficiency of DAF process was about 20~25 % better than CGS process on average. In addition, the particle removal efficiency of DAF process became higher in proportion as the increase of air to solid (A/S) ratio and the general wastewater treatment efficiency of DAF process was enough to meet the requirement of loading decrease to following biological process even at low A/S ratio range. Though DAF process is widely known as an solid separation unit, there was not the notable relationship between particle separation efficiency and several pollutant removal efficiencies like $COD_{Cr}$ and nutrients (T-N, T-P). Assume that the $COD_{Cr}$ was removed as the fraction of particle separation in this experiment, the removal efficiency of T-N and T-P were sensitive to removal efficiency of $COD_{Cr}$, especially.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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