수직 상향유동 배관에서 비뉴톤유체에 의한 2상류의 유동특성

The Characteristics of Two Phase Flow by Non-Newtonian Fluid for Vertical Up-ward in a Tube

기-액 2상유동장에서 유동양식은 압력강하, 보이드율분포, 유동장의 기하학적 형상과 밀접한 관계가 있다. 한편 원유수송, 비등이 발생하는 유동, 펌프에서 발생하는 케비테션 현상, 그리고 화학 반응로와 같은 상변화 장치 등의 2상유동에서 고분자물질에 의한 저항감소 현상의 적용이 가능할 것으로 예상된다. 그러나 2상유동장에서 고분자물질에 의한 저항감소에 관한 연구는 매우 미비하다. 그래서 본 연구는 2상유동장에 합성고분자물질(A611p)에 의한 저항감 소율을 실험을 통하여 계측 및 분석하였다. 본 연구에서는 고분자물질의 농도를 증가시킬수록 국부보이드율의 최고치가 관의 중심에서 관의 벽쪽으로 이동하며 2상유동의 유동양식이 변화됨을 규명하였다. 그래서 저항감소율과 유동양식과 밀접한 관계가 있음을 예측할 수 있었다.

Flow pattern of air-water two phase flow depends on the conditions of pressure drop, void fraction, and channel geometry. Drag reduction in the two phase flow can be applied to the transport of crude oil, phase change systems such as chemical reactor, pool and boiling flow, and to present cavitation which occurs in pump impellers. But the research on drag reduction in two phase flow is not intensively investigated. Therefore, experimental investigations have been carried out to analyze the drag reduction produced and void fraction by Co-polymer(A611p) addition in the two phase flow system. We find that the maximum point position of local void friction moves from the wall of the pipe to the center of the pipe when polymer concentration increases. Also we find that the polymer solution changes the characteristics of the two phase flow. And then we predict that it is closely related with the drag reduction.