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HWAHAK KONGHAK, Vol.25, No.5, 528-538, October, 1987
망사 충전 고정층 반응기의 특성 -유속 및 온도 분포-
Characteristics of a Screen-Packed Fixed Bed-Velocity and Temperature Distributions-
초록
균일 입자 고정층에서 층 공극률 분포에 따른 유체 유속 분포, 망사 충전물 삽입으로 인한 유체 흐름에 미치는 영향, 그리고 층 공극률 분포와 망사 충전물로 인한 층 온도 분포에 미치는 영향을 검토하고자 균일 유리구 입자 고정층 및 환형 망사 충전물을 삽입한 고정층을 설치하고 등온 또는 비 등온 조건에서 층 윗 표면에서 국소 유속과 온도를 열선 유속계로 정밀히 측정하였다.
균일 입자 고정층 내 위치에 따른, 특히 기벽 인접 영역에서 층 공극률 분포를 조사한 결과 기벽에서부터 안쪽으로 감쇄진동형태로 나타났다. 또한 균일 입자 고정층과 망사 충전물을 삽입한 고정층에서 층 내 공극률 분포, 유체 유속 분포, 그리고 층 온도 분포와의 관계를 알았고 이로부터 망사, 충전물이 삽입되면 기벽 인접 영역으로의 편류 현상이 감소되어 균일 유속 및 온도 분포가 이루어짐을 확인하였다. 그리고 공극률 분포식을 이용한 이론적인 모델식의 수치해를 실험치와 비교 검토한 결과 잘 일치하였다.
균일 입자 고정층 내 위치에 따른, 특히 기벽 인접 영역에서 층 공극률 분포를 조사한 결과 기벽에서부터 안쪽으로 감쇄진동형태로 나타났다. 또한 균일 입자 고정층과 망사 충전물을 삽입한 고정층에서 층 내 공극률 분포, 유체 유속 분포, 그리고 층 온도 분포와의 관계를 알았고 이로부터 망사, 충전물이 삽입되면 기벽 인접 영역으로의 편류 현상이 감소되어 균일 유속 및 온도 분포가 이루어짐을 확인하였다. 그리고 공극률 분포식을 이용한 이론적인 모델식의 수치해를 실험치와 비교 검토한 결과 잘 일치하였다.
To investigate the effects of void fraction and the screen-packing in the fixed bed on radial velocity- and temperature distributions of the bed, local velocities and temperatures of fluid on the glass bead fixed bed and on that inserting the screen-packing are measured by using the two-channel hot-wire anemometer at the isothermal or transient conditions.
It is found that the radial velocity-and temperature-profiles are non-uniform due to the variation of void fraction near the wall. The screen-packing in the bed enables fluid-flow to be uniformly distributed over the bed and to bring about the uniform radial temperature profile over the bed. The differential equations which govern the velocity- and temperature-distributions of the fixed bed are numerically solved to demonstrate the effects of the void fraction and the screen-packing inserted in the bed.
It is found that the radial velocity-and temperature-profiles are non-uniform due to the variation of void fraction near the wall. The screen-packing in the bed enables fluid-flow to be uniformly distributed over the bed and to bring about the uniform radial temperature profile over the bed. The differential equations which govern the velocity- and temperature-distributions of the fixed bed are numerically solved to demonstrate the effects of the void fraction and the screen-packing inserted in the bed.