• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권1호
• /
• pp.9-18
• /
• 2010

2 상 유동 압력강하에 대한 모델은 균질유동모델과 분리유동모델 두 가지가 있다. 많은 선행 연구자들은 마이크로채널에서의 2 상 유동 압력강하에 대한 상관식을 제시하였고, 대부분은 분리유동모델에 해당하는 Lockhart- $Martinelli^{(27)}$의 수정된 상관식에 기초하고 있다. 본 연구에서는 사각 마이크로채널에서의 압력강하에 대한 연구를 위해서 액상의 물과 기상의 질소를 사용하여 사각 마이크로채널에서의 실험을 수행하였다. 2 상 마찰 압력강하는 2 상 유동양식에 큰 연관성을 가지고 있는 결과를 확인할 수 있었다. 6 가지의 2 상 점성 모델을 포함한 균질유동 모델 ($Owen^{(21)}$'s, $MacAdams^{(22)}$'s, Cicchitti et ${al.}^{(23)}$'s, ${al.,}^{(24)}$ Beattie and ${Whalley,}^{(25)}$ Lin et ${al.}^{(26)}$)과 6 가지의 분리유동 모델 (Lockhart and $Martinelli,^{(27)}$ ${Chisholm,}^{(31)}$ Zhang et ${al.,}^{(15)}$ Lee and ${Lee,}^{(5)}$ Moriyama and ${Inue,}^{(4)}$ Qu and $Mudawar^{(8)}$)에 대한 평가를 실험결과와 비교를 통해 수행하였다. 가장 우수한 2 상 점성 모델은 Beattie and Whalley 의 모델이었고, 가장 우수한 분리유동 모델은 Qu and Mudawar 의 상관식이였다. 균질유동모델과 분리유동모델 모두에 대해서 2 상 유동양식에 종속성을 나타내었다. 그러므로, 본 연구에서는 2 상 유동 양식에 기초한 새로운 상관식을 균질유동모델과 분리유동모델에 대해 각각을 제시하였다.

• 에너지공학
• /
• 제4권2호
• /
• pp.288-296
• /
• 1995

촉매변환기용 모노리스에서의 속도변화에 따른 압력강하를 알아보기 위하여 풍동을 제작하여 실험하였다. 200 cpsi, 300 cpsi와 400 cpsi의 모노리스 담체에 대한 압력강하를 측정하였고, 듀얼베드 형태에서의 압력강하를 알아보기 위하여 200 cpsi, 300 cpsi와 400 cpsi들 중 두 개씩 조합하여 두 모노리스 담체의 사이 간격을 변화시켜가면서 압력강하를 측정하였다. 또한 많이 사용되고 있는 촉매가 담지된 400cpsi의 모노리스를 이용하여 촉매 담지에 대한 유동의 영향을 살표보았다. 모노리스 상·하류간의 압력강하는 공극율에 상관없이 공기와 유로벽과의 접촉면적에 따라 증가한다. 실험 결과로부터 제안된 상관관계를 상용하여 모노리스 형상에 따른 압력강하를 근사적으로 예측 할 수 있다. 듀얼베드 형태에서의 압력강하는 상류부와 하류부의 개별적인 모노리스의 압력강하와 두 모노리스 사이에서의 압력강하의 합으로 볼 수 있는데, 두 모노리스 사이에서의 압력강하는 무시할 만 하였다. 따라서 듀얼베드 형태의 전체적인 압력강하는 상류부와 하류부의 개별적인 모노리스에서 생기는 압력강하만의 합으로 구할 수 있다. 촉매가 담지되지 않은 모노리스의 측정결과로부터 제안된 상관관계를 촉매가 담지된 모노리스의 압력강하를 예측하는데 사용하기 위해서는 모노리스 길이를 원래길이의 1.25배로 수정하여 사용하여야 한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제30권11호
• /
• pp.1035-1042
• /
• 2006

An experimental investigation was performed to study two-phase pressure drop of deionized water in a microchannel. Measurement and evaluation of two-phase frictional pressure gradient were carried out using a single horizontal rectangular microchanne1 having a hydraulic diameter of $100{\mu}m$. Tests were performed for mass fluxes of 90, 169, and 267 $kg/m^2$s and heat fluxes of 200-700 $kW/m^2$. Test results showed that the measured two-phase frictional pressure gradient increased with the mass flux and vapor quality. Most macro-channel correlations of two-phase frictional pressure gradient did not provide reliable predictions except under certain limited conditions.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제11권5호
• /
• pp.810-818
• /
• 1987

본 연구에서는 이러한 개념을 바탕으로 오리피스 내의 국소 압력강하치의 통 계적 해석을 통한 유동양식의 판별을 시도하였다. 수평관내 물과 공기를 매질로 2상 유동을 형성하여 각 유동양식에 따른 압력강하치의 확률밀도함수를 구하였으며 순간압 력강하의 통계치를 분석하였다.본 연구에서 다룬 유동양식은 기포유동, 플러그(pl- ug)유동, 슬러그(slug)유동, 성층(stratified)유동 등이며 천이영역에 대한 실험자료 도 포함하였다. 끝으로 이러한 유동양식 판별법을 사용하여 유동선도를 완성하였으 며 다른 선도와 비교분석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권5호
• /
• pp.628-636
• /
• 2019

다양한 산업 공정에서 배관은 각 단위공정 사이의 연결 매개체의 역할을 하며, 내부의 유동에 있어 필수적인 장치이다. 따라서 배관의 최적설계는 안전과 비용의 측면에서 매우 중요한 문제이며, 설계 시 필수적인 사항은 배관 내 압력강하 및 유속, 배관 지름 등을 결정하는 일이다. 본 연구에서는 배관 지름 및 유속이 정해졌을 때 발생하는 압력강하, 배관의 압력강하 및 유속이 정해졌을 때의 배관 지름, 배관 지름 및 압력강하가 정해졌을 때의 유속을 결정하는 소프트웨어를 개발하였다. 배관 내 유동을 단일 상 흐름, 균질 2 상 유동, 분리 2 상 유동으로 구분하였으며 이에 따라 적절한 계산 모델을 적용하였다. 파이프의 재질 및 상대 거칠기, 유체의 물성치, 마찰계수의 계산을 위한 시스템 라이브러리를 구축하여 사용자의 입력을 최소화하였다. 배관 재질에 따른 가격 라이브러리를 구축하여 단위 길이당 배관 투자 비용의 산출을 가능하도록 구성하였다. 이러한 모든 기능은 사용자 편의를 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 이용한 통합 환경에서 구현할 수 있으며, C# 언어를 개발 언어로 사용하였다. 소프트웨어의 정확도를 문헌 자료와 실 수행 과제의 예제를 통하여 검증하였으며 단일 상의 경우 1% 미만, 2 상의 경우 최고 8.8% 정도의 차이를 보였으며, 이에 따라 개발된 소프트웨어가 실제 공정의 계산에 유용하게 쓰일 수 있음을 알 수 있었다.

• 설비공학논문집
• /
• 제12권9호
• /
• pp.870-878
• /
• 2000

An experimental study and a modeling are peformed to investigate the pressure drop of combining junctions in two-phase flows. Experiments on tripod geometry used in a condenser or an evaporator, are conducted with inlet mass fluxes from 200 to$ 400 kg/m^2$s, and pipe diameters of 7 m and 9.52 m. The working fluid is R22. The result shows that the pressure drop increases as the quality does, but the effect of the increase of the pressure decreases when the diameter of a pipe increases. When the mass flux increases, the pressure drop linearly does. Furthermore, when the pipe diameter decreases, the pressure drop has a quadratic increase.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제13권6호
• /
• pp.1301-1309
• /
• 1989

본 연구의 목적은 Lumley의 저항감소 모델을 사용하여 여러 부하도하에서 부유유동의 유동 특성을 관찰하는 것으로, 특히 저항감소가 일어날 때와 일어나지 않을 때의 유동특성을 알아 보고자 한다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.461-467
• /
• 2012

$500{\mu}m$의 수력직경을 가진 마이크로 채널에서 유동 비등 시 물에 대한 마찰 압력 강하를 측정하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 실험은 열 유속 $100-400kW/m^2$, 증기건도 0-0.2 그리고 질량 유속 $200-600kg/m^2s$의 범위에서 이루어졌다. 유동 비등 시 마찰 압력 강하는 두 가지 모델을 사용하여 예측된다. 즉, 두 상의 속도가 동일하다고 가정한 균질 모델과 두 상 사이에 서로 다른 속도를 가지는 분리류 모델로 분류된다. 실험결과 이상 마찰 승수는 질량 유속이 증가함에 따라 감소한다는 것을 알 수 있었다. 측정된 압력 강하 데이터는 매크로 스케일과 미니/마이크로 스케일에서 제안된 기존의 여러 상관식들과 비교하였다. 균질 모델은 본 연구에서 고려한 실험 조건에서 29.4 %의 평균 오차내에서 마찰 압력 강하를 예측하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제25권9호
• /
• pp.1219-1226
• /
• 2001

Pressure drops were measured for the flow boiling process within horizontal rectangular channels. The gap between the upper and the lower plates of each channel ranges from 0.4 to 2mm while the channel width being fixed to 20mm. Refrigerant 113 was used as the test fluid. The mass flux ranges from 50 to 200kg/㎡s and the channel walls were uniformly heated up to 15kW/㎡. The quality range covers from 0.15 to 0.75. The present experimental conditions coincide with the operating conditions of compact heat exchangers in which the liquid and gas flows are laminar and turbulent. The measured results were well represented by the two-phase frictional multiplier of Lee (2001) which has been developed for air-water two-phase flows within the deviation of $\pm$20%.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제23권5호
• /
• pp.637-645
• /
• 1999

Horizontal two-phase flow pressure drop within rectangular channels with small gap heights have been examined experimentally. The gap heights range from 0.4mm to 4mm corresponding to aspect ratios(the channel height divided by the width) from 0.02 to 0.2. Water and air were used as the test fluids with the superficial velocity ranges being 0.03-2.39m/s and 0.05-18.7m/s, respectively. The experimental results In rectangular channels were compared with the Lockhart-Martinelli correlation, which are widely used for conventional round tube. The Lockhart-Martinelli correlation turned out to be Inappropriate to represent the present experimental data. In this respect, considering the aspect ratio and gap-height effects, an empirical correlation on two-phase flow pressure drop was proposed. The proposed correlation successfully covers the bubbly, plug, slug and annular flow regimes.