HWAHAK KONGHAK, Vol.23, No.3, 167-177, June, 1985
석탄스러리-기체-고체 유동층의 열전달 특성
Heat Transfer in Coal Slurry-Gas-Solid Fluidized Beds
초록
석탄스러리-기체, 석탄스러리-고체 및 석탄스러리-기체-고체 계의 상체류량과 열전달 계수를 측정하여서 삼상스러리 유동층의 열전달 및 수력학적 특성을 결정하였다. 유동층으로는 직경이 15.2 cm, 높이 3 m QVF 유리관을 사용하였으며 유동층 중앙에 가열기（heater）를 설치하였다. 기체 및 액체 유속, 고체입자의 크기 및 석탄스러리의 점도가 열전달계수 및 상체류량에 미치는 영향을 규명하였다.
석탄스러리 삼상유동층의 열전달계수는 기체유속 및 고체입자 크기가 증가함에 따라 증가한 반면 액상점도가 증가함에 따라 감소하였다. 그반면 액체유속이 증가하면 열전달계수는 최대치를 보이고 감소하였다. 석탄스러리-고체 유동층에서의 최대 열전달계수를 보일 때의 층공극률（bed porosity）은 최대 에너지손실률을 나타낼 때의 공극률과 일치함을 발견하였다. 삼상스러리 유동층의 열전달 현상은 표면재생 이론(surface renewal theory)과 등방향 난류이론(isotropic turbulence theory)에서 유도된 열전달 모델에 잘 적용됨을 알았다.
석탄스러리 삼상유동층의 열전달계수는 기체유속 및 고체입자 크기가 증가함에 따라 증가한 반면 액상점도가 증가함에 따라 감소하였다. 그반면 액체유속이 증가하면 열전달계수는 최대치를 보이고 감소하였다. 석탄스러리-고체 유동층에서의 최대 열전달계수를 보일 때의 층공극률（bed porosity）은 최대 에너지손실률을 나타낼 때의 공극률과 일치함을 발견하였다. 삼상스러리 유동층의 열전달 현상은 표면재생 이론(surface renewal theory)과 등방향 난류이론(isotropic turbulence theory)에서 유도된 열전달 모델에 잘 적용됨을 알았다.
Heat transfer characteristics of two （coal slurry-gas, coal slurry-solid） and three (coal slurry-gas-solid) phase fluidized beds have been determined in a 15.2 cm-ID × 3.0 m-high QVF glass column fitted with an axially mounted cylindrical heater.
Effects of coal slurry velocity （4-12 cm/s）, air velocity (0-14 cm/s), slurry viscosity (14-24 mPa.s) and particle size (1.7-8.0 mm) on heat transfer coefficient were examined. In three phase slurry fluidized beds, heat transfer coefficient generally increased with gas velocity and particle size but it decreased with slurry viscosity. However, the coefficient went through a maximum value with liquid or coal slurry flow rate. The bed porosity at which the maximum heat transfer coefficient occured in coal slurry-solid system coincide with the maximum energy dissipation rate. The heat transfer coefficients in three phase coal slurry fluidized beds can be estimated from the surface renewal and isotropic turbulence theories.
Effects of coal slurry velocity （4-12 cm/s）, air velocity (0-14 cm/s), slurry viscosity (14-24 mPa.s) and particle size (1.7-8.0 mm) on heat transfer coefficient were examined. In three phase slurry fluidized beds, heat transfer coefficient generally increased with gas velocity and particle size but it decreased with slurry viscosity. However, the coefficient went through a maximum value with liquid or coal slurry flow rate. The bed porosity at which the maximum heat transfer coefficient occured in coal slurry-solid system coincide with the maximum energy dissipation rate. The heat transfer coefficients in three phase coal slurry fluidized beds can be estimated from the surface renewal and isotropic turbulence theories.