Experimental Investigation of Parametric Effects on the Void Fraction Measurement and Flow Regime Characterization by Capacitance Transducers -Part I : Stationary Test-

캐패시턴스 변환기를 이용한 기포율 측정과 유동영역결정에 미치는 각종변수의 영향에 관한 실험적연구 -제1부 : 적정실험결과-

The main purpose of this work is to study the effects of (1) configuration, size, and materials of electrodes, (2) flow pattern, (3) electrode position with respect to a dielectric boundary on the void fraction measurement and flow regime characterization by capacitance transducers. From the experimental results, relationships between the measured relative capacitance and void fraction are obtained for both annular and stratified flow systems under static condition, and this result is compared with theoretical predictions. From this study it can be concluded that (1) the strip-type electrodes are more sensitive than ring-type electrodes for both annular and stratified flows, (2) electrode size does not affect the relative capacitance vs. (1-$\alpha$) curve, and (3) electrode position is important for stratified flows but it has no effect on annular flows.

본 연구의 주목적은 (1) 전극의 모양, 크기 및 재질, (2) 유동형태, 그리고 (3) 유전경계 (dielectric boundray)에 대한 전극의 상대적 위치 등이 캐패시턴스변환기를 이용한 기포율 측정과 유동영역 결정에 어떠한 영향을 미치는가를 연구하는 데에 있다. 실험 결과로부터 정적인 상태하에서 annular flow와 층류계 (stratified flow system)에 대하여, 측정한 상대 캐패시턴스(relative capacitance)와 기포율과의 상관 관계를 구하였다. 그리고, 이 결과를 이론적 예측치와 비교하였다. 이 연구 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 즉 (1) annular flow와 stratified flow의 경우 모두 strip-type의 전극이 ring-type의 전극보다 더 민감하다. (2) 전극의 크기는 상대적 캐패시턴스 대 (1-$\alpha$)곡선에 아무런 영창을 미치지 않는다. (3)전극의 위치는 stratified flow에 대해서는 중요하나 annular flow에 대해서는 아무런 영향이 없다.