• 제목/요약/키워드: Air-Water Two-phase Flow

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2상 유동 내 관군에서의 압력 손실 (Pressure Loss across Tube Bundles in Two-phase Flow)

  • 심우건;닥단
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권3호
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    • pp.181-189
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    • 2016
  • 수평 관군에 대하여 수직이고 상향으로 흐르는 2상 유동에 의한 감쇠비를 예측하기 위한 해석모델이 Sim에 의하여 개발되었다. 이 모델에서 평가된 2상 유동의 기공률, 압력손실 등의 유동변수는 기존의 실험식을 사용하여 계산하였다. 그러나 관군의 경우에 사용하기에는 약간의 개선이 요구된다. 따라서 관군 내에 흐르는 2상 유동의 유동 변수에 대한 더 많은 정보를 획득하기 위하여 실험적으로 연구할 필요가 있다. 실험은 공기 - 물의 2상 유동이 흐르는 정사각형 배열 관군에서의 압력계수와 2상 유동 마찰승수를 계산하기 위하여 수행되었다. 피치 직경 비는 1.35이었고, 실린더의 직경은 18 mm이다. 압력센서와 신호처리 장치를 이용하여 관군에서의 압력차를 측정하였다. 2상 유동 마찰승수와 오일러수를 계산하기 위하여 관군에 적용되는 비균질 유동의 기공률은 Feenstra 등의 실험식을 사용하여 계산하였다. 균질과 비균질 2상 유동의 마찰승수와 오일러의 수를 실험적으로 구하고 Sim의 어림적 모델에 근거한 이론적 해석 결과와 비교 분석하였다.

원형 미소 채널 내 계면장력이 Plug flow 압력강하에 미치는 영향에 관한 선행 연구 (Effect of Interfacial Tensions on Pressure Drop of Two-Phase Plug Flow in Round Mini-channels -A Preliminary Investigation-)

  • 이치영;이상용
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.1882-1887
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    • 2007
  • In the present experimental study, the effect of interfacial tensions on pressure drop of air-water two-phase flow in round mini-channels was investigated. A glass (highly wettable) tube and a Teflon (poorly wettable) tube, both in 350 mm length but 1.8 mm and 1.59 mm in inner diameters each, were used for the tests. All the experiments were performed only in the plug flow regime, confirmed by visualization. In the glass tube, the gas plugs were surrounded by the liquid film along the inner periphery. On the other hand, the inner wall remained dry at the gas portion in the Teflon tube. The pressure drop of the plug flow in the Teflon tube without the liquid film) appeared much larger than in the glass tube (with the liquid film) due to dissipation of energy by movement of the wetting lines. In this paper, various correlations on the two-phase pressure drop of plug flows were compared and a modified correlation was proposed, taking account of the surface wettability.

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2상 횡유동을 받는 열교환기 관군의 진동특성 (Vibration Characteristics of Heat Exchanger Tube Bundles in Two-Phase Cross-Flow)

  • 김범식;박태철
    • 소음진동
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    • 제4권2호
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    • pp.199-208
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    • 1994
  • Two-phase cross-flow exists in many shell-tube heat exchangers such as nuclear steam generators, condensers and reboilers. An understanding of damping and of flow-induced vibration excitation mechanisms in necessary to avoid problems due to excessive tube vibration. In this paper, we present the results of experiments on normal-triangular tube bundles of pitch to tube diameter ratio, p/d, 1.22, 1.32 and 1.47. The bundle were subjected to air-water mixtures to simulate realistic mass fluxes and vapour qualities corresponding to void fractions from 5 to 99%. Damping, fluidelastic instability and turbulence- induced excitation are discussed. The behaivior of damping and two vibration mechanisms are different for intermittent flows from for bubbly flows. The effect of pitch to tube diameter ratio and void fraction is dominant on damping and fluidelastic instability.

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2상 횡유동을 받는 튜브집합체의 추가질량과 감쇠 (Hydrodynamic Mass and Damping of Tube Bundles in Two-Phase Cross-Flow)

  • 김범식;손갑헌;김병구
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권6호
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    • pp.1128-1146
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    • 1989
  • 본 논문에서는 2상 횡유동의 진동 메카니즘을 규명하기 위한 실험계획의 일환으로 실시된 실험으로 부터 튜브집합체의 추가질량(hydrodynamic mass)과 감쇠 (damping)에 대해 고찰하였다. 실험은 튜브배열과 피치 대 직경비(pitch-over-di- ameter:.rho./d)가 상이한 튜브집합체에 대해 2상 유체를 모의한 공기-물(air-water) 혼합물에서 수행하였다. 액체상태로부터 99%의 보이드율까지 변화된 2상 유체의 유량은 튜브가 유체탄성 불안정성 (fluidelastic instability)에 도달할 때까지 점진적으로 증가하였다.

X-ray 미세 영상기법을 이용한 불투명 튜브 내부 미세기포의 크기 및 속도 동시 측정 (Simultaneous measurement of size and velocity of micro-bubbles in an opaque tube using X-ray micro-imaging technique)

  • 김석;이상준
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.45-46
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    • 2003
  • The x-ray micro-imaging technique was employed to measure the size and velocity of micro-bubbles moving in an opaque tube simultaneously. Phase contrast images were obtained at interfaces of micro-bubbles between water and air due to different refractive index. Micro-bubbles of $20\~120{\mu}m$ diameter moving upward in an opaque tube $(\phi=2.7mm)$ were tested. For two different working fluids of tap water and DI water, the measured velocity of micro-bubbles is roughly proportional to the square of bubble size.

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Development of the Interfacial Area Concentration Measurement Method Using a Five Sensor Conductivity Probe

  • Euh, Dong-Jin;Yun, Byong-Jo;Song, Chul-Hwa;Kwon, Tae-Soon;Chung, Moon-Ki;Lee, Un-Chul
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제32권5호
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    • pp.433-445
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    • 2000
  • The interfacial area concentration (IAC) is one of the most important parameters in the two-fluid model for two-phase flow analysis. The IAC can be measured by a local conductivity probe method that uses the difference of conductivity between water and air/steam. The number of sensors in the conductivity probe may be differently chosen by considering the flow regime of two-phase flow. The four sensor conductivity probe method predicts the IAC without any assumptions of the bubble shape. The local IAC can be obtained by measuring the three dimensional velocity vector elements at the measuring point, and the directional cosines of the sensors. The five sensor conductivity probe method proposed in this study is based on the four sensor probe method. With the five sensor probe, the local IAC for a given referred measuring area of the probe can be predicted more exactly than the four sensor probe. In this paper, the mathematical approach of the five sensor probe method for measuring the IAC is described, and a numerical simulation is carried out for ideal cap bubbles of which the sizes and locations are determined by a random number generator.

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용존공기부상법 유동해석을 위한 난류모델 비교연구 (A Comparative Study of Turbulence Models for Dissolved Air Flotation Flow Analysis)

  • 박민아;이균호;정재동;서승호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권7호
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    • pp.617-624
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    • 2015
  • 용존공기부상법이란 오염물에 미세기포를 부착하여 수표면으로 부상시킴으로써 이를 제거하는 수처리 방법이다. 본 연구에서는 난류모델에 따른 용존공기부상조 내부 유동해석의 변화를 고찰하기 위해 물과 기포의 혼합물에 대한 2상 유동을 모사하였다. 이때, 주어진 용존공기부상조 형상 및 조건에 대하여 다양한 난류모델에 따른 용존공기부상법 내부의 미세기포 분포량, 계산시간 및 수렴성 등을 비교하였으며, 그 결과 기존에 주로 사용되었던 표준 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모델이 타 난류모델과는 다른 거동을 예측하는 것으로 확인되었다.

기포흐름 측정을 위한 영상기법 및 광섬유센서 적용 (Application of Image Technique and Optical Fiber Sensor for Air-water Mixture Flow)

  • 류용욱;정태화
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제48권7호
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    • pp.535-543
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    • 2015
  • 기포가 포함된 다상흐름의 측정은 중요함에도 불구하고 많은 제약이 있었다. 특히, 공극률이 높은 다상 흐름은 밀도차의 급격한 변화와 두꺼운 공기-물 경계면으로 인해 측정이 매우 어렵다. 본 연구에서는 공극률에 상관없이 기포흐름을 측정할 수 있는 기포영상유속측정법과 다발 광섬유유동측정계를 소개하고자 한다. 기포영상측정기법의 경우, 화상측정시 발생하는 원근에 의한 오차를 최소화하고 추정할 수 있는 피사계 심도에 대한 계산방법을 제시하여 정도 분석을 위한 방안을 제시하였다. 다발 광섬유유동측정계는 얇은 광섬유의 특성을 이용해 다발로 제작하여 측정률을 증가시키고자 하였다. 제시된 두 기법을 기포플룸에 적용하여 신뢰도를 검토하였으며 잘 일치하는 것을 확인하였다. 소개된 기법으로 대표적인 하천 다상흐름인 도수흐름을 측정하여 그 적용성을 검토하였다.

A Study on Integrated OWC System within Turbine Effects

  • Liu, Zhen;Hyun, Beom-Soo;Hong, Key-Yong;Lee, Young-Yeon;Jin, Ji-Yuan
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • Oscillating Water Column is one of the most widely used converting systems all over the world. The operating performance is influenced by the efficiencies of the two converting stages in the OWC chamber-turbine integrated system. In order to study the effects of the pressure drop induced by the air turbine, the experiments using the impulse turbine and the orifice device are carried out in the wave simulator test rig. The numerical simulation utilizing the orifice and porous media modules is calculated and validated by the corresponding experimental data. The numerical wave tank based on the two-phase VOF model embedded with the above modules is employed to investigate the wave elevation, pressure variation inside the chamber and the air flow velocity in the duct. The effects of the air turbine on the integrated system and interaction among the wave elevation, pressure and air flow velocities variations are investigated, which demonstrates that the present numerical model are more accurate to be employed.