혼합입자로 구성된 삼상유동층에서의 기체-액체 물질전달 = Mass Transfer Between Gas and Liquid in Three-Phase Fluidized Beds Composed of Mixtures of Particles
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발행연도
1990
작성언어
Korean
KDC
040.000
자료형태
학술저널
수록면
287-300(14쪽)
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소장기관
In three phase fluidized beds with binary particle mixtures of glass beads, gas-liquid mass transfer characteristics have been studied in a 6.3cm I.D. and 160cm height acryl column.
The three phase fluidized beds were consisted of tap water, carbon dioxide mixed with oil-free compressed air and binary mixtures of glass beads, respectively. Then binary mixtures used were five combination of three types of glass beads.
Particular attention is paid to the mass transfer characteristics in bubble flow regime.
Till now, the study of binary particle mixtures system in three phase fluidized beds have been reported very a few in hydrodynamics, but the study of mass transfer have been not reported.
Thus, in this investigation the effects of gas velocity(2.0-10.0cm/sec), liquid velocity(1.26-15.74cm/sec) and particle size(1.3, 3.0, 6.0mm) and weight percent of binary particle mixtures on volumetric mass transfer coefficients along with the various bed height have been determined.
Volumetric mass transfer coefficients, K₁a was calculated by using the computer optimization with plus flow model.
In result
1. Bed porosity increased with gas and liquid velocity in beds of 3.0mm and 6.0mm single particles respectively. However, bed porosity decreased with lower gas velocity in a bed of 1.3mm single particles so that bed contraction is observed. A bed of 3.0mm single particles showed intermediate phenomena between bed expension and bed contraction.
2. The three phase fluidized beds by binary particle mixtures have been higher minimum fluidized velocity than that by single particles. Then, bed contraction was shown in beds of mixed particle with 1.3mm and 3.0mm. However, when weight fraction of large particles reached to 0.75, a bed of mixed particles was shown similar to a bed of large particles.
3. In three phase fluidized beds by binary particle mixtures bed porosity and liquid holdup were correlated in terms of Froude number of liquid and gas, and Reynolds number of liquid and gas, and Reynolds number of liquid by using harmonic mean diameter.
Bed porosity
εl +εg = 0.4324Fr₁ 0.0497Fr?? 0.0012Rel 0.0537
Liquid hold-up
ε₁=0.1541Fr₁ 0.1917Fr?? -0.0887Re₁ 0.1596
4. In three phase fluidized bed of single particles, liquid phase concentration increased with increasing gas velocity and decreasing liquid velocity. However, in a bed of 3.0mm single particles with intermediate phenomena, liquid phase concentration increased rapidly with gas velocity in grid zone, then decreased slowly and increased again. Therefore, concentration profile of third order curve was shown.
5. In three phase fluidized beds of binary particle mixture, this tendency was similar to a bed of single particles. However, liquid phase of large and small particles had likely transitional values according to weight fraction of mixed particles.
6. Volumetric mass transfer coefficients calculated by plug flow model increased with increasing gas and liquid velocity as well as particle size and weight fraction of large particles.
7. Volumetric mass transfer coefficients, K??a, were correlated in terms of gas and liquid velocity, poarticle size and weight fraction of mixed particles.
K??a=1.806x10-³u?? 0.2427u?? 0.5820d?? 0.3181d?? 0.3457x?? -0.0924x?? - 0.2200
8. Also, volumetric mass transfer coefficients, K??a, were correlated in terms of holdup of gas and liquid phase, particle size, and weight fraction of mixed particles.
K??a=0.7561ε₁ 0.5677ε?? 1.6348d?? 0.1558d?? 0.6938x?? 0.8660x?? 1.3598
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