Counter-Current Flow Limitation Model Based on the Hyperbolic Two-fluid Equations and Interface Shape Function

쌍곡선형 이상유동 방정식과 경계면 모양함수를 이용한 유체기계의 역류유동제한점 예측방법 개발

There are lots of industrial machines of which functions are achieved by operation of multi-phase fluids. Some of them take advantage of the characteristics of counter-current two-phase flow The maximum flow rates of gas and liquid phases which flow in opposite-directions (counter-current flow) are limited by a phenomenon known as a Counter-Current Flow Limitation (CCFL or Flooding) The mass and momentum conservation equations for each Phase were established to build a first-order hyperbolic partial derivative equations system. A new CCFL model is developed based on the characteristic equation of the hyperbolic PDE system. The present model has its applicationto the case in which a non-uniform flow is developed around a square or sharp-edged entrance of liquid phase. The model is able to he used to Predict the operating-limit of components in which mass and heat transfer are taking place between liquid and gas phases.

다상유체의 작동에 의해서 그 기능을 수행하는 산업기계는 매우 광범위하게 이용된다. 이들 중 일부는 서로 분리된 2상 유체가 반대방향으로 흐르는 특성을 이용하고 있다. 서로 반대방향으로 흐르는 액체상과 기체상의 최대 유량은 역류유동제한 현상으로 제한된다. 이상유동의 질량 및 운동량 보존 방정식을 세우고 쌍곡선형 방정식이 시스템의 특성방정식으로부터 역류유동제한 현상을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 현재의 모델은 액체상 유입부의 기하학적 모양이 수직이거나 이와 유사한 형태로 되어 있어서 주변에 비등류가 형성되는 경우에 적용된다. 이 모델은 액체와 기체 사이의 질량전달을 일으키는 기계에 대한 유체역학적 운전제한 조건으로 이용될 수 있다.