• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권3호
• /
• pp.157-164
• /
• 2016

봉다발 유동에서 비틀림 혼합날개 지지격자의 대류열전달 성능을 실험적으로 평가하였다. 시험부는 $4{\times}4$ 정사각 배열의 봉다발로 제작하였고, 모의 봉다발에서 봉 중심 간 거리와 봉 외경의 비는 ~1.35이다. 대류열전달 성능 평가를 위해 혼합날개 지지격자 하류에서 봉 벽면 온도의 원주방향 및 축방향 분포를 측정하였다. 원주방향의 경우, 지지격자 하류에서 비틀림 혼합날개 끝이 향하는 벽면의 온도가 가장 낮게 나타났는데 이는 비틀림 혼합날개에 의해 왜곡된 유동 때문으로 판단된다. 반면, 축방향의 경우, 혼합날개 지지격자 근처에서 벽면의 온도가 크게 낮아졌는데, 이는 비틀림 혼합날개에 의해 대류열전달이 향상됨을 의미한다. 비틀림 혼합날개 지지격자에 의해 대류열전달 성능은 지지격자 상류에 비해 지지격자 근처 하류에서 ~35 % 향상되었고, 실험데이터를 기반으로 비틀림 혼합날개 지지격자에 대한 열전달 성능 예측 상관식을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권1호
• /
• pp.53-62
• /
• 2017

이중냉각 환형핵연료 집합체를 위한 비틀림 혼합날개 지지격자의 강제대류열전달 성능을 실험적으로 평가하였다. 비틀림 혼합날개 지지격자는 부수로 간 혼합뿐 아니라 부수로 내 혼합을 동시에 증대시킬 수 있도록 설계되었다. 실험을 위한 이중냉각 환형핵연료 모의 집합체로, 봉 중심 간 거리와 봉 외경의 비가 1.08인 봉 간격이 좁은 $4{\times}4$ 정사각 배열의 봉다발을 준비하였다. 실험은 봉다발 유동의 축방향 평균속도가 1.5 m/s, 열유속은 $26kW/m^2$인 조건에서 수행하였다. 원주방향 온도 분포의 경우, 지지격자 상류에서는 부수로 중심 벽면에서, 하류에서는 비틀림 혼합날개 끝이 향하는 벽면에서 온도가 가장 낮게 나타났다. 축방향 온도 분포의 경우, 지지격자 하류 근처에서 온도가 급격하게 감소하는 것으로 측정되었고, 비틀림 혼합날개에 의해 누셀트 수는 최대 56 % 증대되는 것으로 나타났다. 본 실험결과를 토대로 봉 간격이 좁은 이중냉각 환형핵연료 집합체에서 비틀림 혼합날개 지지격자에 의해 강제대류열 전달 성능이 효과적으로 증대될 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제18권11호
• /
• pp.2986-2998
• /
• 1994

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
• /
• pp.123.2-123
• /
• 2002

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
• /
• pp.2873-2878
• /
• 2007

The mixing vanes attached to the spacer grid of rod bundles are used to improve the heat transfer in heat exchanger devices by controlling the characteristics of the flow structures and turbulence. In this study, velocity patterns induced by two types of mixing vane(split and swirl vane) are measured by the PIV technique to better understand how to effect on the cross and secondary vortex flow patterns in $5{\times}$ rod bundle simulating the fuel assembly of the nuclear reactor. A successful measurement of the lateral velocity patterns was conducted using a specially designed beam sheet generator and experimental loop at KAERI. As the result, we found that for the cross flow between subchannels, the split vane is more effective than the swirl vane, while for the secondary vortex flow in each subchannel, the swirl vane's one is larger and longer than split vane's one.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
• /
• pp.2396-2401
• /
• 2007

Freon CHF experiments are carried out to investigate the CHF enhancements by mixing vane shapes of spacer grids in nuclear fuel assembly. The experiments were performed for a wide range mass flux, 50$\sim}$3000 kg/$m^2s$. Three kinds of spacer grids in 5${\times}$5 rod bundles are tested: no mixing vane grids, hybrid mixing vane grids, and split mixing vane grids. The CHF performances are compared along with the data belong to the PWR operating conditions based on a water equivalence through a fluid-to-fluid modeling method. The average of the data in this range is 16.4% for 37 data of hybrid vane grid and 12.5% for 24 data of split vane. In the lower mass flux, however, the split vane grid shows slightly higher performance than the hybrid vane grid.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권5호
• /
• pp.329-337
• /
• 2016

연료집합체의 지지격자에 설치된 혼합날개는 난류 강화 기구로서 부수로 내부에서 선회류 또는 연료봉 간극사이에서 횡류를 발생시켜 대류열전달을 증진시키는 역할을 한다. 따라서 혼합날개의 기하학적인 형상 및 배열 형태는 혼합날개의 성능을 결정하는 중요한 인자이다. 본 연구에서는 OECD/NEA의 벤치마크 계산에서 활용된 분할 형태의 혼합날개가 장착된 $5{\times}5$ 연료집합체 내부에서의 유동분포 특성을 파악하기 위해 상용 전산유체역학 소프트웨어인 ANSYS CFX R.14를 사용하여 계산을 수행하였고, 계산결과를 MATiS-H 시험장치의 측정값과 비교하였다. 또한 분할 형태의 혼합날개 형상이 연료집합체 내부유동 형태에 미치는 영향에 대해 설명하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제27권3호
• /
• pp.311-318
• /
• 2003

The present work evaluates the effects of mixing vane shape on the flow structure and heat transfer downstream of mixing vane in a subchannel of fuel assembly. by obtaining velocity and pressure fields. turbulent intensity. flow-mixing factors. heat transfer coefficient and friction factor using three-dimensional RANS analysis. Four different shapes of mixing vane. which were designed by the authors were tested to evaluate the performances in enhancing the heat transfer. Standard k-$\varepsilon$ model is used as a turbulence closure model. and. periodic and symmetry conditions are set as boundary conditions. The flow blockage ratio is kept constant. but the twist angle of mixing vane is changed. The results with three turbulence models were compared with experimental data.

• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제12권4호
• /
• pp.7-13
• /
• 2009

The purposes of present work are to analyze the convective heat transfer with three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis, and to optimize shape of the mixing vane using the analysis results. Response surface method is employed as an optimization technique. The objective function is defined as a combination of inverse of heat transfer rate and friction loss. Two bend angles of mixing vane are selected as design variables. Thermal-hydraulic performances have been discussed and optimum shape has been obtained as a function of weighting factor in the objective function. The results show that the optimized geometry improves the heat transfer performance far downstream of the mixing vane.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2009

The purposes of present work are to analyze the convective heat transfer with three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis, and to optimize shape of the mixing vane taken tolerance into consideration by using the analysis results. Response surface method is employed as an optimization technique. The objective function is defined as a combination of heat transfer rate and inverse of pressure drop. Two bend angles of mixing vane are selected as design variables. Thermal-hydraulic performances have been discussed and optimum shape has been obtained as a function of weighting factor in the objective function. The results show that the optimized geometry improves the heat transfer performance far downstream of the mixing vane.