환형채널 내 저압 미포화비등 유동장의 국소 이상유동 변수 측정

Abstract

대기압 주변 저압조건에서 미포화비등 유동장 내 국소 기포인자를 측정하기 위한 실험 연구를 수행하였다. 시험부는 유효 가열길이 2 m의 수직 환형채널이며, 기포변수의 측정에 광섬유센서를 적용하였다. 네 군데의 높이에서 국소 기포율, 평균 기포속도, 계면면적밀도, Sauter mean diameter를 측정하였으며, 광섬유센서의 측정 팁을 이송함으로써 각 높이에서의 반경방향 단면 분포를 획득하였다. 실험에서 유동 조건은 열속 370 kW/m2, 질량속 430~680 kg/m2s, 입구 과냉각도 12~18 K, 그리고 압력 114~152 kPa의 범위로 조절하였다. 국소 기포인자의 다차원 분포 측정 결과는 전산유체역학 코드의 벽면 비등모델 검증에 유용하게 활용될 수 있다.

In this study, an experimental investigation is performed to measure the local bubble parameters in steam-water subcooled boiling flow under atmospheric pressure conditions. The test section is a vertical concentric annulus with an effective height of 2 m, and optical fiber probes are used to measure various local bubble parameters during boiling of the subcooled flow. The local void fraction, mean bubble velocity, interfacial area density, and Sauter mean diameter are measured at four elevations, and their radial profiles are obtained by traversing the tip of optical probes. In the experiments, the flow conditions were set for a heat flux of 370 kW/m2, a mass flux of 430~680 kg/m2s, and an inlet subcooling of 12~18 K at pressures ranging from 114 to 152 kPa.