서 론
연구내용
28에서는 높은 열 유속 범위에서 열전달 계수가 증가했습니다. 주로 낮은 증기 건조도 영역에서 높은 오류가 발생했습니다.
균질 모델(Homogeneous model)
균질 모델은 두 상이 잘 혼합되어 있는 단상 유동 해석을 기반으로 합니다. 즉, 이상유동(two-phase flow)은 두 상의 평균적인 물리적 성질을 갖는 단상유체의 유동으로 간주된다.
분리류 모델(Separated flow model)
마이크로채널에서 주요 비등 열전달 메커니즘을 확인하기 위한 실험이 수행되었습니다. 각 질량유량에서 대류수가 증가할수록 누셀수는 증가하였다.
실험 방법
실험을 시작하기 전, 작동유체에 녹아 있는 응축가스를 제거하기 위해 시스템 내 작동유체를 약 1시간 동안 순환시킨다. 이때, 시험부의 예열기와 필름히터에 충분한 전력이 공급되어 작동유체를 가열, 증발시킨다. 탈기)를 진행했습니다. 이때 유량은 마이크로기어펌프의 속도를 조절하여 조절하였으며, 유량계를 이용하여 측정하였다. 유속, 온도 및 압력 차이가 안정되고 정상 상태에 도달하면 측정이 시작되었습니다.
유량과 입구 온도는 일정하게 고정하였고, 시험부에 인가되는 전압과 전류를 증가시켜 열유속과 증기 건조도를 조절하였다.
데이터 처리
국부적인 열전달 계수는 수학식 45에 의해 구해진다. 벽체 온도는 직접 측정할 수 없기 때문에 동판 바닥에서 측정한 온도를 이용한 1차원 열전도 해석을 통해 계산한다.
개요
수치해석
그리고 S형 매니폴드의 경우 입구측 유로에서는 속도가 느리고 출구쪽으로 갈수록 속도가 증가하는 현상을 보인다. 즉, 차압 측정 구간의 매니폴드에서 발생하는 압력 강하는 전체 압력 강하에 비해 무시할 수 있을 정도로 작습니다. 그림 17은 각 질량유량에 대한 마이크로채널 길이 구간의 속도 분포를 보여줍니다.
입구 매니폴드와 차압 측정 섹션의 매니폴드 사이에 유체 역학적 입구 영역이 존재합니다.
요약
이러한 마찰 압력 강하를 예측하는 모델에는 크게 균질 모델과 별도의 흐름 모델이 있습니다. 마이크로채널은 매크로채널보다 열 전달 특성이 높지만 압력 강하도 높습니다. 이러한 압력강하를 예측하기 위해 본 장의 실험결과를 기존의 상관식을 이용한 예측값과 비교하였다. 본 연구에서는 실험을 통해 얻은 데이터를 바탕으로 작동유체로 사용되는 FC-72의 비등압력 강하 특성과 경향을 확인하였다.
또한, 압력강하에 영향을 미치는 주요변수와 무차원수를 이용하여 실험결과를 보다 정확하게 예측할 수 있는 상관식을 제시하였다.
압력강하 특성
도 20은 질량유량별 증기 건조도 변화에 따른 실험적 마찰압력 강하와 기존 상관식을 이용하여 예측한 마찰압력 강하를 나타낸다. 그 결과, 매크로수로의 상관식이 유동장의 특성을 적절히 반영하지 못하여 마찰압력 강하가 클 것으로 예측되었다. 도 21은 측정된 마찰압력강하에 대한 각 상관식으로부터 마찰압력강하를 예측한 값이다.
Lockhart와 Martinelli, Muller-Steinhagen과 Heck의 상관식을 바탕으로 예측값을 살펴보면 낮은 예측과 높은 예측으로 나누어지며, 층류 액체상과 층류 기체상에서 낮은 예측이 예측되었으며, 높은 예측은 층류의 액상과 층류의 기상에서 이루어지며 예측 부분은 액체 층상과 난류 기상에서 예측됩니다.
새로운 마찰 압력강하 예측 상관식
일반적으로 매크로 채널에서 개발된 상관식(Homogeneous Model, Lockhart and Martinelli, 1949; Muller-Steinhagen and Heck, 1986)은 이 장의 실험 결과에 비해 더 높은 마찰 압력 강하를 예측했습니다. 300kg/m2 범위에서는 열전달 계수가 질량 유량에 크게 의존하지 않는 것으로 보입니다. 이는 질량유량이 증가함에 따라 열전달 계수가 증가하는 매크로 채널의 현상과 다릅니다.
대략 위의 증기 건조 범위에서. 0.2로 나타났으나, 열전달계수는 증기건조도와 상관없이 일정하게 유지되었다. 더 많이 적용할수록 빠르게 감소하고 증기 건조도 범위는 약. 0.2 이상에서는 증기건조도와 관계없이 열전달계수가 일정하게 유지되었다. 새로운 상관식은 건조도와 질량유량의 변화에 따른 열전달계수의 변화 경향을 비교적 정확하게 예측하였고, 본 실험 결과를 MAE 4.6% 이내에서 잘 예측하는 것으로 나타났다.
요약
열전달 특성
그러나 질량유량이 증가함에 따라 열전달계수는 점차 감소하였다. 비등이 시작되고 증기건도가 낮을 때에는 주로 기포와 슬래그로 구성된 핵생성에 의한 열전달이 주요 메커니즘으로 작용하며, 증기건도가 높아질수록 열전달계수는 더 이상 감소하지 않고 일정한 값을 유지하게 된다. 강제로 큰. 그러나 동일한 작동 유체라도 작동 조건에 따라 열 전달 메커니즘이 다릅니다.
대부분의 상관식은 증기 건조에 따라 열전달 계수가 증가하는 것으로 예측했습니다.
새로운 열전달 계수 예측 상관식
핵비등의 영향이 강한 저건도에서는 열전달계수가 열유속에 크게 의존하며, 증기의 건조도가 높아질수록 핵비등의 영향은 감소한다. 또한, 질량유량이 증가함에 따라 핵비등 성분과 강제 대류 비등 성분이 낮은 건조도에서 일치하는 것으로 나타났다. 일반적으로 거시수로에서 개발된 상관식(균질 모델, Lockhart and Martinelli, 1949; Muller-Steinhagen and Heck, 1986)은 본 연구의 실험 결과에 비해 더 높은 마찰 압력 강하를 예측했습니다.
매크로채널의 상관식은 유동장의 특성을 적절하게 반영하지 못하는 것으로 나타났다.
요약
결 론
