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비-뉴턴 유체로 모델화된 입자 물질의 엇밀기 흐름에서 전도 및 분산

전문가 제언: ○ 입자 매체의 흐름은 비-뉴턴 유체로 가정하여 유동학을 연구한다. 일반적으로 고형 입자의 유체는 고체, 액체 기체의 다-상의 유체의 흐름으로서 고체(입자)와 다른 매체간의 상호작용이 크게 관여한다. 이 공정들의 일부는 연소, 석탄 가스화, 입자의 건조, 촉매반응과 열분해, 건조 등등 산업공정의 중요한 공정으로 그 유체의 특성과 메커니즘의 이해는 이 공정의 설계 및 효율적인 운전에 매우 중요하다고 본다.

○ 그간 유동층 시스템에서 기체-고체 복잡한 거동을 시뮬레이션 하여 다양한 고체들의 여러 조건에서 어렵고 복잡한 운반 및 반응기들의 유체역학에 많은 연구가 있었다. 이들 유동들의 기체와 고체들의 유체역학적 거동에 관한 실험적 자료는 유동학의 변수를 조절할 수 있는 이동과 그 계면에 대한 중요한 자료로서 연소기, 건조기, 유동층 반응기 등의 복잡한 설계에 결정적인 조건을 제공할 수 있다고 판단된다.

○ 과립 물질 유동의 가장 큰 특징은 비-뉴턴 유체라는 것이다. 이로 인해 균일한 점성을 갖는 뉴턴 유체와는 달리 다양한 경계조건의 인자들에 의해 전달 현상과 물리적 특성을 갖는다. 이에 따라 전단 응력의 특성이 나타난다. 이들의 유체는 단일 상 연속체 접근방법을 사용하여 물질의 모델화하고 또는 이 입자들의 흐름 및 행동과 매체간의 상호작용을 통계적 또는 수치적 방법으로 해석하는 것이 특징이다.

○ 그간의 미세 입자의 유동학에 영향을 주는 다양한 인자의 확인과 상호관계는 경험적 및 실험적 가정의 관계정립으로 명확한 메커니즘이나 이론적인 증명이 부족했다고 본다. 과립 물질의 유동, 고체 농도, 입자크기 및 매체의 온도를 통합하는 준-경험적인 모델이 필요하다고 본다. 유체운동의 수식을 무차원화를 통한 매개변수의 해석이 중요하고 이의 응용은 산업의 단위공정의 효율화와 에너지 절감에 기여할 것으로 판단한다.

저자: Massoudi, M; Phuoc, TX; AF Massoudi, Mehrdad; Phuoc, Tran X.
자료유형: 학술정보