In the absence of gas flow, the dynamic liquid holdup was correlated by the dimensional analysis in the form of power law in almost every literature, in which the exponent of the liquid Reynolds number was assumed constant. The problem of this method was considered.
In this experiment, the dynamic liquid holdup could be correlated as proportional to the power form of the liquid superficial velocity with different exponents, and for the same liquid superficial velocity, the dynamic liquid holdup increased with increasing liquid viscosity and increased with decreasing particle diameter.
The dynamic liquid holdup of water mixed with only a small fraction of surfactant is larger than that of water and the exponent of the liquid superficial velocity is smaller than that of water. But, when the dynamic liquid holdup vs. surface tension of water, 54wt% methanol, pure methanol respectively is plotted, any trend could not be found.
The exponent of the liquid superficial velocity increased in the range of 0.32 - 0.72 when the particle diameter increased in the range of 0.13 - 0.78.
For different liquid properties, the exponent approached constant value of about 1/3, which was derived theoretically by Satterfield (1969), as the particle diameter decreased, and in the range that the particle diameter is larger than 0.6 cm, the exponent was nearly constant in the range of 0.65 - 0.72, which was similiar to that of Otake and Okada correlation(1959).
The effect of gas flow rate was also considered.
Seven different sizes of nonporous particles ($D_p=0.13 - 0.78$ cm ) were used as the packing materials. Methanol, 54wt% methanol, water were used as liquids. Air was used as a gas, and Triton x-100 was used as a surfactant.
점적상(trickle bed)내에서의 액체체유량(liquid holdup) 에 관한 연구의 일부로 입자의 직경이 0.13 (모래), 0.16,0.29, 0.37,0.50,0.58,0.78cm (glass beads)인 비다공성 충진 입자에 대해, 물, 54wt % methanol, 순수 methanol을 사용하고, 기체로는 공기를 사용하여 $0.04 \leqq U_L \leqq 0.4cm/\sec$, $O \leqq G \leqq 0.15kg/m^2.\sec$ 범위에서 실험 하였으며, 계면 활성제로는 TritonX-100을 사용하였다.
Free trickling regime에서 Hd는 $U_L^c$에 비례함이 관찰되며, 그 지수(c)는 입자가 증가함에 따라 0.32-0.72 사이에서 증가한다. 같은 $U_L$ 일 때는 액체의 점도가 클수록, 또한 입자의 크기가 작을수록 Hd는 증가하며, 계면 활성제를 사용하여 표면 장력을 작게하면 Hd는 증가하고, $U_L$의 지수는 감소한다.
차원 해석에서 입자의 크기가 매우 달라, $U_L$의 지수가 매우 다르면, 지수 형태의 차원 해석에서 얻어진 관계식이 실험치들을 충분히 만족시키지 못함이 관찰되었고, 이는 $U_L$의 지수가 일정하다고 가정하였기 때문임을 알았다.
그리하여, 여러 문헌의 관계식에서 Reynolds수의 지수가 각각 다른 이유는 입자의 크기와 그 범위 및 액체성질의 변화에 따른 $U_L$의 지수 변화를 고려하지 않았음이 판명되었다.
성질이 다른 물, 54wt% methanol, 순수 methanol을 사용하여 실험한 결과, 입자의 크기가 작아짐에 따라 $U_L$의 지수값은 그 차이가 작아지고, 대략 이론적인 값 $\frac{1}{3}$에 접근하며 $D_P$가 0.6cm이상 일때는 그 값이 0.65-0.72사이에서 거의 일정하다.
기체가 흐르는 gas continuous regime에서 액체유효속도가 일정할 때, 기체유량이 커질수록 dynamic liquid holdup의 감소율은 줄어들며, 일정한 기체유량에서는 액체유효속도가 클수록 그 감소율이 증가한다.
