2상 횡 유동은 응축기, 증발기와 원자력의 증기 발생기와 같은 열교환기의 튜브와 셀 사이에 존재한다. 공기/물의 2상 유동에 놓인 관군에 작용하는 항력을 실험적으로 평가하였다. 2상 유동에 놓인 관군은 정사각형 배열이다. 피치 직경 비는 1.35이었고, 실린더의 직경은 18 mm이다. 관군에 유동방향으로 작용하는 항력을 측정하여 항력계수와 2상 유동 감쇠비를 계산하였다. 2상 유동 감쇠비는 균질 2상 유동의 이론식을 사용하여 구하여 실험의 결과와 비교하였다. 압력과 항력의 상관계수를 실험결과를 고려하여 평가하였다. 상관계수는 이론적으로 항력을 계산할 때에 사용된다. 질량유량을 증가할수록 측정된 항력으로부터 구한 항력계수와 감쇠비가 균질 유동의 이론적 결과와 잘 일치함을 보이고 있다. 결과적으로 충분히 큰 질량 유량의 기포 유동인 경우에는 감쇠비를 균질 유동에 근거한 이론식으로 계산할 수 있다.
Narrow rectangular channels are employed in nuclear research reactors that use plate-type nuclear fuels, high heat-flux compact heat exchangers, and high-performance micro-electronics cooling systems. Two-phase flow in narrow rectangular channels is important, and it needs to be better understood because it is considerably different than that in round tubes. In this study, mechanistic models were developed for the flow regime transition criteria for various flow regimes in co-current air-water two-phase flow for vertical downward flow inside a narrow rectangular channel. The newly developed criteria were compared to a flow regime map of downward air-water two-phase flow inside a narrow rectangular channel with a 2.35-mm gap width under ambient temperature and pressure conditions. Overall, the proposed model showed good agreement with the experimental data.
The interfacial area transport equation dynamically models the changes in interfacial structures along the flow field by mechanistically modeling the creation and destruction of dispersed phase. Hence, when employed in the numerical thermal-hydraulic system analysis codes, it eliminates artificial bifurcations stemming from the use of the static flow regime transition criteria. Accounting for the substantial differences in the transport mechanism for various sizes of bubbles, the transport equation is formulated for two characteristic groups of bubbles. The group 1 equation describes the transport of small-dispersed bubbles, whereas the group 2 equation describes the transport of large cap, slug or chum-turbulent bubbles. To evaluate the feasibility and reliability of interfacial area transport equation available at present, it is benchmarked by an extensive database established in various two-phase flow configurations spanning from bubbly to chum-turbulent flow regimes. The geometrical effect in interfacial area transport is examined by the data acquired in vertical fir-water two-phase flow through round pipes of various sizes and a confined flow duct, and by those acquired In vertical co-current downward air-water two-phase flow through round pipes of two different sizes.
This study is focused on the channel design of bipolar plate in the electrode of hydrogen gas generator. The characteristics of hydrogen gas generation was studied in view of efficiency of hydrogen gas generation rate and a tendency of gas flow through the riv design of electrode. Since the flow rate and flow pattern of generated gas in the two phase flow system are the most crucial in determining the efficiency of hydrogen gas generator, we adopted the commercial analytical program of COMSOL MultiphysicsTM to calculate the theoretical flow rate of hydrogen gas from the outlet of gas generator and flow pattern of two phase fluid in the electrode. In this study, liquid electrolyte flows into the bipolar plate and decomposed into gas phase, two phase flow simulation is applied to measure the efficiency of hydrogen gas generation.
This experimental study was conducted to figure out the drag reduction and convective heat transfer in vertical downward two-phase flow with polymer additives. The drag reduction effect were analyzed by using the difference of the pressure drop between the flow with polymer additives and without it. Experimental results show that the pressure drop with polymer additives is less than the pressure drop without polymer in vertical downward two-phase flow. And the convective heat transfer has decreased with increasing the polymer concentration in vertical downward two-phase flow.
When the Eulerian-Lagrangian method is used to analyze the particle laden two-phase flow, a large number of particles should be used to obtain statistically meaningful solutions. Then it takes too much time to track the particles and to average the particle properties in the numerical analysis of two-phase flow. The purpose of this paper is to reduce the computation time by means of a set of particle gird separate to the flow grid. Particle motion equation here is the simplified B-B-O equation, which is integrated to get the particle trajectories. Particle turbulent dispersion, wall collision, and wall roughness effects are considered but the two-way coupling effects between gas and particles are neglected. Particle laden 2-D channel flow is solved and it is shown that the computational efficiency is indeed improved by using the current method
The phenomena of drag reduction using small quantities of a liner macromolecules has attracted the attention of many experimental investigations. On the other hand drag reduction in two phase flow can be applied to the transport of crude oil, phase change system such as chemical reactor, pool and boiling flow, and to flow with cavitation which occurs pump impellers. But the research on dragreduction in two phase flow is not sufficient. The purpose of the present work is to evaluate the drag reduction by measuring pressure drop, void fraction, mean liquid velocity and turbulent intensity whether polymer additives a horizontal single and two phase system or not. Flow pattern of air-water two phase flow was classified by electrical conductivity probe signal. Velocities and turbulent intensities of signal were measured simultaneously with a Hot-film anemometer.
As the fabrication technology used in FPDs(flat-panel displays) advances, the size of these panels is increasing and the pattern size is decreasing to the um range. Accordingly, a cleaning process during the FPD fabrication process is becoming more important to prevent yield reductions. The purpose of this study is to develop a FPD cleaning system and a cleaning process using a two-phase flow. The FPD cleaning system consists of two parts, one being a cleaning part which includes a two-phase flow nozzle, and the other being a drying part which includes an air-knife and a halogen lamp. To evaluate the particle removal efficiency by means of two-phase flow cleaning, silica particles $1.5{\mu}m$ in size were contaminated onto a six-inch silicon wafer and a four-inch glass wafer. We conducted cleaning processes under various conditions, i.e., DI water and nitrogen gas at different pressures, using a two-phase-flow nozzle with a gap distance between the nozzle and the substrate. The drying efficiency was also tested using the air-knife with a change in the gap distance between the air-knife and the substrate to remove the DI water which remained on the substrate after the two-phase-flow cleaning process. We obtained high efficiency in terms of particle removal as well as good drying efficiency through the optimized conditions of the two-phase-flow cleaning and air-knife processes.
이상 횡 유동은 응축기, 증발기와 원자로 증기발생기와 같은 쉘과 튜브의 열 교환기에서 볼 수 있다. 이상 유동장에 놓인 구조물에 작용하는 수동력을 이해하기 위해서는 이상유동의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 이상 유동의 유동특성과 유동변수를 소개하고 관군에서의 압력손실과 실린더에 작용하는 압력분포에 의한 수동력을 평가하기 위한 실험을 수행하였다, 실험부 입구에서 이상유동은 혼합되었으며 실험은 횡 방향 이상 유동장에 놓인 정규 삼각형 배열을 갖는 관군을 사용하여 수행하였다. 관군에서의 흐름방향 압력손실을 측정하여 이상유동의 마찰승수를 계산하고 이론적 결과와 비교하였다. 또한 특정 실린더에 작용하는 원주 방향 압력 분포의 측정결과와 이상유동의 기초이론에 근거하여 압력손실계수의 분포 및 항력계수에 미치는 체적건도와 단위면적당 질량유량의 효과를 평가하였다. 튜브 표면에 작용하는 측정된 압력을 수치해석방법으로 적분하여 항력계수를 계산하였다. 작은 질량 유량의 경우에 측정된 마찰 승수는 기존의 이론 결과와 잘 일치하며 압력분포에 의한 항력계수에 작용하는 기공률의 영향은 기존의 실험결과와 정성적으로 유사한 경향을 보이고 있다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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