[논문자료]산업용 교반기 내부의 고체/액체 및 기체/액체 다상유동에 대한 수치연구

출처: 픽사베이

산업용 교반기 내부의 고체/액체 및 기체/액체 다상유동에 대한 수치연구

 

교반기는 침전 또는 이종 물질의 혼합작용을 돕는 장치로 사용자가 하나 혹은 그 이상의 물질을 혼합하여 원하는 물질을 만드는데 사용된다. 주로 화학공업 및 식품산업에서 사용되는 교반기는 물질을 혼합하는데 있어 공학적으로 매우 중요한 장치이다. 교반기의 내부유동은 유체의 유동에 근본을 둔 현상으로 임펠러의 회전으로 인해 형성된다. 교반기 내부유동은 임펠러의 형태, 교반 회전수, 교반 물질 및 자유표면의 거동양상 등의 다양한 이유로 인해 변할 수 있다. 또한 많은 산업분야에서 고체 입자 혹은 액적이 부상된 다상 난류 유동을 많이 볼 수 있으나 대부분의 연구에서 단상유동과 실험적 연구에 의존하였다. 이에 고체/액체 입자가 혼합된 유동에 대한 수치 해석적 연구를 수행하였다. 교반기 내부 작동 유체가 고체 입자를 포함하는 경우 이 고체 입자가 갖는 침강 역역이 교반 성능을 저하시킨다고 알려져 있으며, 본 연구를 통하여 교반 회전수 및 입자의 지름에 따른 침강 영역의 변화와 교반기 내부 유동 분포에 미치는 영향을 수치해석 하였다. 또한 기체/액체 상태의 다상유동을 통하여 기포가 교반기 내부유동에 끼치는 영향을 통해 교반성능을 예측할 수 있을 것이다.

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The mixer is an equipment which helps to mix deposits or different materials, used to obtain a material from mixing two or more materials. The mixer has a significant mechanical meaning in the chemical and food industry field in terms of mixing different kind of materials. Flows inside a mixer, a phenomenon based on fluid mechanics, are induced by the rotation of a impeller. Flows inside a mixer vary according to many aspects such as shape of impeller, rotational frequency and motional characteristics of mixing materials and free surfaces. Furthermore, almost all studies depend on only single phase, though multi-phase which includes lifts of droplet and solid particles is observed frequently in many industry fields. Therefore, the numerical analysis of flow which solid and fluid particles are mixed has been conducted. It is known that sinkage zone which has solid particles in operating fluid causes decline of performance of a mixer. In this study, it is numerically analyzed how the change of sinkage zone according to rotational frequency and diameter of particle affects internal flow. Moreover, it is believed that the performance of a mixer could be predicted through estimating the effect of bubbles in a mixer analyzing gas/fluid multi-phase.

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출처: http://www.riss.kr/search/detail/DetailView.do?p_mat_type=be54d9b8bc7cdb09&control_no=bbcb473f637da5d8ffe0bdc3ef48d419

 

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