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기상이 혼합한 액상 분배 헤터의 균등분배에 관한 연구
  • 한국에너지정보센터
  • 승인 2017.01.24 17:28
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수평 설치 헤더에 수직 상향으로 가지관을 설치한 형식에서 균등한 액상분배를 얻을 수 있는 헤더에 기상(gaseous phase)이 혼합하면 액상 분배가 한쪽으로 치우치게 된다. 필자는 기상의 혼입이 소량일 때 액상분배를 균등하게 하는 가지관 돌출형 헤더를 제안해 분배 편차를 억제할 수 있는 것을 제시했다. 본 연구에서는 액시던트 발생 시 등에 헤더로 다량의 기상이 혼입할 때, 액상분배 거동에 착안해 액상 유량의 편차를 억제하는 헤더∙가지관 기구를 찾아내는 것을 목표로 실험적 검토를 해 종래에 액상 편차가 많아지는 공기유량 영역에서 균등한 액상분배를 얻었다.

키워드: 헤더, 관헤더, 균등분배, 기액이상류

1. 목적

헤더는 수관보일러 등에서 볼 수 있는 유체분배 기구다. 일반적으로 대상 유체는 헤더에서 각 가지관으로 균등하게 분배되는 것이 요구된다. 액시던트 발생 시 등 헤더에 기상 혼입량이 많아지는 경우에 액상 분배는 하류 측의 가지관에서 많아지고 기상 분배는 상류 측의 가지관에서 많아지는 것이 종래의 연구에 의해 지적되고 있다.1),2)

이와 같은 연구는 헤더 내에서 유동 양식이 성층류, 파상류인 경우에 기액 계면은 시간에 대해서 변동하는 불안정성을 보이는 것 및 액상의 관성에 의해 상류측 가지관 위치에서 기액 계면의 저하로 가지관 하단에서 기액 계면과 정상적으로 접할 수 없는 상황에 있는 것, 또 계면이 시간 변동하는 간헐류와 같은 상태일수록 더 균등한 분배를 얻을 수 있다는 것을 보여주고 있다. 2)

이것들은 균등한 분배를 얻기 위해서는 기상 유량이 적을 때, 균등한 분배를 얻는 것을 목적으로 한 가지관 돌출형 헤더의 유동이며 각 가지관 입구가 기상 및 액상에 접촉할 필요가 있는 것을 기술한 필자의 고찰과 같은 견해를 나타낸 것이라고 고려된다.

본 연구는 가지관 돌출형 헤더관을 기상이 많은 영역에 적용해 액상분배에 대한 효과를 확인하고 균등한 액상 분배량을 얻기 위해서 필요한 대책을 검토해 얻어진 결과를 토대로 액상분배의 편차를 억제하는 헤더/가지관 분배기구의 시제품 제작 및 검토를 목적으로 하고 있다.

(자세한 기술내용은 에너지설비관리 2017년 2월호에서...)

한국에너지정보센터  kecenter@hanmail.net

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