최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
다음과 같은 기능을 한번의 로그인으로 사용 할 수 있습니다.
NTIS 바로가기大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.40 no.1 = no.364, 2016년, pp.9 - 19
이승호 (연세대학교 화공생명공학과) , 심규환 (서울대학교 기계항공공학부) , 전동협 (동국대학교 기계부품시스템공학과)
This study investigated the variations of Taylor flow and particle residence time in a Taylor reactor according to the changes of angular velocity and inlet velocity using computational fluid dynamics technique. The results showed that the fluid in a reactor became unstable with an increase of angul...
핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
---|---|---|
테일러 반응기란 무엇인가? | 테일러 반응기(Taylor flow)는 Fig. 1과 같이 중심이 같고 반지름이 다른 두 실린더 내부사이로 유체가 흐르고 내부 실린더가 회전할 경우, 반응기 내에는 테일러 유동(Taylor flow)이 발생하며 이러한 테일러 유동을 이용하여 반응물을 혼합, 생산하는 장치이다. 유동이 임계값 보다 작은 경우에는 쿠에트 유동(Coutte flow)이 형성되고, 임계값 이상으로 실린더를 회전시키면 원심력에 의하여 유체는 회전하는 실린더의 반경 방향으로 밀려나는 경향이 생기며 유체는 불안정하게 되어 축 방향을 따라 일정한 패턴이 생기게 된다. | |
와류가 하나만 발생한다는 것을 통해서 무엇을 유추할 수 있는가? | 그래프가 물결모양을 이루는 것은 반경방향으로는 와류가 하나만 발생하기 때문이다. 따라서 와류의 중심에서의 속도가 0이며, 반응기의 내벽과 외벽에서는 점착 조건(No slip)으로 인하여 축방향 속도는 0임을 알 수 있다. 이와 같은 결과를 바탕으로 본 연구에서 사용된 수치해석 모델이 실험결과와 비교하여 비교적 타당한 결과를 보이는 것을 확인하였고, 이를 이용해 테일러 수의 증가에 따른 작동유체의 유동 특성과 입자의 체류시간에 대한 관계를 수치적으로 알아보았다. | |
유동이 임계값 보다 작은 경우 형성되는 유동을 무엇이라고 하는가? | 1과 같이 중심이 같고 반지름이 다른 두 실린더 내부사이로 유체가 흐르고 내부 실린더가 회전할 경우, 반응기 내에는 테일러 유동(Taylor flow)이 발생하며 이러한 테일러 유동을 이용하여 반응물을 혼합, 생산하는 장치이다. 유동이 임계값 보다 작은 경우에는 쿠에트 유동(Coutte flow)이 형성되고, 임계값 이상으로 실린더를 회전시키면 원심력에 의하여 유체는 회전하는 실린더의 반경 방향으로 밀려나는 경향이 생기며 유체는 불안정하게 되어 축 방향을 따라 일정한 패턴이 생기게 된다. 이때 이전의 층류유동에서는 볼 수 없었던 한 쌍으로 이루어진 대칭형의 테일러 와류(Taylor vortex)가 형성된다. |
Taylor, G. I., 1923, "Stability of a Viscous Liquid Contained Between Two Rotating Cylinders," Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, Vol. 223, No. 605-615, pp. 289-343.
Seun, L., 2012, "Study on Polymorphism of Sulfamerazine induced by Flow Pattern of Taylor Vortex," M.A. Thesis, University of Kyunghee, Seoul.
Donnelly, R. J., 1991, "Taylor-Couette Flow: The Early Days," Phys. Today, Vol. 44, No. 11, pp. 32-39.
Chandrasekhar, S., 1962, "The Stability of Spiral Flow Between Rotating Cylinders," Proc. R. Soc. Lond. A, Vol. 265, No. 1321, 188-197.
Wereley, S. T. and Lueptow, R. M., 1998, "Spatio-temporal Character of Non-wavy and Wavy Taylor-couette Flow," J. Fluid Mech., Vol. 364, pp. 59-80.
Nemri, M., Climent, E., Charton, S., Lanoe, J. Y. and Ode, D., 2013, "Experimental and Numerical Investigation on Mixing and Axial Dispersion in Taylor-Couette Flow Patterns," Chem. Eng. Res. Des., Vol. 91, No. 12, pp. 2346-2354.
Marcus, P. S., 1984, "Simulation of Taylor-Couette flow. Part 2. Numerical Results for Wavy-vortex Flow with One Travelling Wave," J. Fluid Mech, Vol. 146, pp. 65-113.
Coles, D., 1965, "Transition in Circular Couette Flow," J. Fluid Mech, Vol. 21 No. 3, pp. 385-425.
Dou, H. S., Khoo, B. C. and Yeo, K. S., 2008, "Instability of Taylor-Couette Flow between Concentric Rotating Cylinders," Inter. J. of Thermal Science, Vol. 47, No. 11, pp. 1422-1435.
Tamhane, T. V., Joshi, J. B. and Patil, R. N., 2014, "Performance of Annular Centrifugal Extractors: CFD Simulation of Flow Pattern, Axial Mixing and Extraction with Chemical Reaction," Chem. Eng. Sci., Vol. 110, pp. 134-143.
Kim, J. M., Chang, S. M., Chang, J. H. and Kim, W. S., 2011, "Agglomeration of Nickel/Cobalt/Manganese Hydroxide Crystals in Couette-Taylor Crystallizer," Colloids Surf. A, Vol. 384, pp. 31-39.
Choi, M. S., Kim, H. S., Kim, J. S., Park, S. J., Lee, Y. M. and Jin, B. S., 2014, "Synthesis and Electrochemical Performance of High-capacity 0.34Li2MnO3.0.66LiMn0.63Ni0.24Co0.13O2 Cathode Materials using a Couette-Taylor Reactor," Mater. Res. Bulletin, Vol. 58, pp. 223-228.
Aljishi, M. F., Ruo, A. C., Park, J. H., Nasser, B., Kim, W. S. and Joo, Y. L., 2013, "Effect of Flow Structure at the Onset of Instability on Barium Sulfate Precipitation in Taylor-Couette crystallizers," J. Crystal Growth, Vol. 373, pp. 20-31.
Ahmad, A. L., Kusumastuti, A., Shah Buddin, M. M. H., Derek, C. J. C. and Ooi, B. S., 2014, "Emulsion Liquid Membrane based on a New Flow Pattern in a Counter Rotating Taylor-Couette Column for Cadmium Extraction," Sep. Purif. Technol., Vol. 127, 46-52.
Lee, S. Y., Lee, C. H. and Kim, W. S., 2013, "Taylor Vortex Effect on Flocculation of Hairy Crystals of Calcium Lactate in Anti-solvent Crystallization," J. Crystal Growth, Vol. 373, 32-37.
Masuda, H., Horie, T., Hubacz, R. and Ohmura, N., 2013, "Process Intensification of Continuous Starch Hydrolysis with a Couette-Taylor Flow Reactor," Chem. Eng. Res. Des., Vol. 91, pp. 2259-2264.
Qiao, J., Lew, C. M. J., Karthikeyan, A. and Wang, C. H., 2014, "Production of PEX Protein from QM7 Cells Cultured in Polymer Scaffolds in a Taylor-Couette Bioreactor," Biochem. Eng. J., Vol. 88, pp. 179-187.
Paule, A., Lauga, Ten-Hage, B., L., Morchain, J., Duran, R., Paul, E. and Rols, J. L., 2011, "A Photosynthetic Rotating Annular Bioreactor (Taylor- Couette Type Flow) for Phototrophic Biofilm Cultures," Water Res., Vol. 45, pp. 6107-6118.
Wardle, K. and Lee, T., 2013, "Finite Element Lattice Boltzmann Simulations of Free Surface Flow in a Concentric Cylinder," Comput. Math. Appl., Vol. 65, pp. 230-238.
*원문 PDF 파일 및 링크정보가 존재하지 않을 경우 KISTI DDS 시스템에서 제공하는 원문복사서비스를 사용할 수 있습니다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.