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균질 2상 유동에 놓인 관군에 작용하는 감쇠비에 대한 실험적 연구
심우건(Woo Gun Sim),닥단방즈락츠(Banzragch Dagdan) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.3
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. Two-phase cross flow exists in many shell-and-tube heat exchangers such as condensers, evaporators, and nuclear steam generators. The drag force acting on a tube bundle subjected to air/water flow is evaluated experimentally. The cylinders subjected to two-phase flow are arranged in a normal square array. The ratio of pitch to diameter is 1.35, and the diameter of the cylinder is 18 mm. The drag force along the flow direction on the tube bundles is measured to calculate the drag coefficient and the two-phase damping ratio. The two-phase damping ratios, given by the analytical model for a homogeneous two-phase flow, are compared with experimental results. The correlation factor between the frictional pressure drop and the hydraulic drag coefficient is determined from the experimental results. The factor is used to calculate the drag force analytically. It is found that with an increase in the mass flux, the drag force, and the drag coefficients are close to the results given by the homogeneous model. The result shows that the damping ratio can be calculated using the homogeneous model for bubbly flow of sufficiently large mass flux.
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