Influence of Vapor Phase Turbulent Stress to the Onset of Slugging in a Horizontal Pipe

기체상의 난류 응력이 수평 유동관 내에서의 Slugging에 미치는 영향에 관한 연구

In influence of the vapor phase turbulent stress (i.e., the too-phase Reynolds stress) to the characteristics of two-phase system in a horizontal pipe has been theoretically investigated. The average two-fluid model has been constituted with closure relations for stratified flow in a horizontal pipe. A vapor phase turbulent stress model for the regular interface geometry has been included. It is found that the second order waves propagate in opposite direction with almost the same speed in the moving frame of reference of the liquid phase velocity. Using the well-posedness limit of the two-phase system, the dispersed-stratified How regime boundary has been modeled. Two-phase Froude number has been found to be a convenient parameter in quantifying the onset of slugging as a function of the global void fraction. The influence of the taper phase turbulent stress was found to stabilize the flow stratification.

수평 유로를 통과하는 이상류 내에서 기체상의 난류 응력이 이상류 시스템의 전반적 거동 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 이를 위하여 이미 오랜 연구 노력으로 입증된 평균 이상류 거동 방정식을 채택하여 수평관에서 흔히 발생하는 성층류형 이상류에 대하여 적절히 모델하였다. 모델의 고유치를 계산하고 그의 특성 방정식으로부터 이상류 시스템의 well-posedness 및 다른 이상 유동 영역으로의 천이 경계를 새로이 결정하였다. 그 결과로 지금까지 무시해 왔던 기체상의 난류웅력이 이상류 시스템의 안정성에 커다란 영향을 주는 것이 발견되었다. 본 연구에서는 그 영향이 정량화 되었으며 그외의 효과도 정량화 하는 방법을 정립하였다. 본 연구는 원자로 시스템 해석 코드에 쓰이고 있는 열수력 모델 중 불확실성이 많은 모델인 수평관에서의 이상유동 영역 천이 조건식을 개선함으써 시스템 해석 결과의 신뢰도를 높이는 데 이용할 수 있다.