Mass transfer characteristics in bubble columns and three phase fluidized beds of non-Newtonian fluid have studied in a 15.2 cm I.D. and 190 cm height plexiglas column.
The volumetric oxygen mass transfer coefficient, $k_La$ have been measured and a Hybrid model have been proposed over a wide range of operating conditions.
In three phase fluidized beds, water and CMC solution were used as the liquid phase and oil-free compressed air was used as the gas phases. Four different sized glass beads were used as the solid phase.
The effects of liquid velocity(0.94-12.0 cm/sec), gas velocity(1-16 cm/sec), particle size(0-0.8 cm) and liquid viscosity(1.0-214.19 $mPaS^n$) on volumetric mass transfer coefficient along the bed height(3.5, 6, 9, 19, 29, 39, 58, 79, 100 cm) have been determined.
The volumetric mass transfer coefficient, $k_La$, increased with increasing gas velocity and liquid velocity and particle size and it decreased with increasing liquid viscosity.
The liquid side mass transfer coefficient, $k_La$, were correlated in terms of the operating variables in bubble columns and three-phase fluidized beds.
Also the coefficient, $k_La$, have been correlated in terms of Schmidt and Reynolds numbers in three phase fluidized beds.
기포탑 및 삼상 유동층에서 Non-Newtonian 유체의 물질전달 특성을 연구하였다. column 의 내경은 15.2 cm 이며 높이는 190 cm 이다. 또한 단위 체적 물질전달 계수를 구하기 위한 기존의 model 을 비교하였으며 본 연구에서 제시한 hybrid model 의 타당성을 입증하였다.
액체상으로 물 및 CMC 용액, 기체 상으로 공기를 사용하였으며, 고체 상으로 밀도 2.5 g/㎤ 인 유리구를 0.2, 0.3, 0.6, 0.8 cm로 크기를 변화시켜 사용하였다. 실험 변수범위는 액체 유속을 0.94-12.0 cm/sec, 기상 유속을 1-16 cm/sec, 입자 크기를 0-0.8 cm 및 액상 점도를 1-214.19 $mPaS^n$ 까지 변화시켰으며 분배기로부터 3.5, 6, 9, 19, 29, 39, 58, 79, 100 cm 떨어진 곳에 시료 채취점을 설치하여 기-액간의 물질전달에 미치는 영향을 고찰하였다.
단위 체적 물질전달 계수가 기상유속, 액상유속 및 입자 크기에 따라 증가하였으며 액상 점도에 따라서는 감소하였다. 단위 체적 물질전달 계수와 기상, 액상, 입자 크기 및 액상점도에 대한 dimensional correlation 을 구하였으며, Sc 와 Re 를 포함하는 dimensionless correlation 을 구하였다.
