고형물 플럭스

정의

고형물 플럭스는 단위면적당 단위시간에 아래로 이동하는 고형물량이다.

농축조 바닥으로 한 시간에 얼마나 많은 고형물이 내려가는지를 나타내는 값이다.

단위는 kg/(㎡·h)를 쓴다.

총 플럭스 구성

총 고형물 플럭스는 두 성분의 합이다. 하나는 침강에 의한 중력 플럭스이고, 다른 하나는 인출류에 의한 체적 플럭스다.

중력 플럭스는 농도 C와 침강속도 u_s를 곱한 값이다.

체적 플럭스는 체적 유속 u_b에 농도를 곱한 값이다. 체적 유속은 인출 유량을 면적으로 나눈 값이다.

농도가 높을수록 체적 플럭스가 커진다.

한계 고형물 플럭스

한계 고형물 플럭스는 농축조가 처리할 수 있는 플럭스의 한계값이다.

먼저 침강시험으로 시간별 계면 높이를 측정하고, 접선의 기울기로 농도별 침강속도를 구한다.

각 농도에서 중력 플럭스를 계산한 뒤, 그 최소값을 한계 플럭스로 정한다.

농도가 높아지면 방해침강이 강해져 침강속도가 줄어든다.

소요 면적 계산

소요 면적은 유입 고형물량을 설계 고형물 플럭스로 나눠 구한다.

유입 유량 Q는 일 단위를 시간 단위로 환산해서 넣는다.

설계 고형물 플럭스에는 한계 플럭스에 안전율을 적용한 값을 쓴다.

면적은 플럭스 값에 반비례하므로, 플럭스가 작을수록 면적은 커진다.

헷갈리는 값 정리

헷갈리기 쉬운 세 값은 한계 고형물 플럭스, 고형물 부하량, 월류속도다.

한계 고형물 플럭스는 농축 가능한 최대 플럭스로, 면적을 정하는 기준이다.

고형물 부하량은 단위면적당 유입 고형물량이고, 월류속도는 유량 Q를 면적 A로 나눈 값이다.

면적은 한계 플럭스로 정하고, 부하량과 월류속도는 검토 값으로 쓴다.

시험에는 한계 플럭스의 정의와 설계 적용, 침강곡선 계산이 주로 나온다.