응축탱크로 방출되는 안정된 증기제트 응축모델

Abstract

물과 증기의 직접접촉에 의한 응축 열전달은 움직이는 증기/물 경계면에서 열 및 물질 전달이 이루어지는 현상으로서, 매우 큰 열전달계수를 수반하는 특징이 있기 때문에 이를 응용한 설계가 산업계에서 광범위하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 단일 수평 배관을 통해 과냉각수가 있는 응축탱크로 안정된 증기제트가 방출될 때, 증기제트 형상을 예측하는 간단한 응축해석모델을 제시하였다. 해석모델은 축대칭 좌표계에서 질량, 운동량 및 에너지 방정식과 증기/물 경계면에서 의 응축 특성을 고려한 열평형 방정식을 사용하여 유도하였다. 증기/물 경계에서의 매우 큰 열전달율은 기존의 실험을 근거로 한 유효열전도계수에 의해 반영되었다. 해석결과는 실험결과와 비교하였고, 제시된 해석 모델은 실험에서 관찰된 바와 같이 증기 질량유속과 수조 온도가 증가할수록 증기제트 크기(반경 및 길이)가 증가하는 경향을 보였다.