In this study, the dividing flow behavior of air-water mixtures and the pressure variation at a horizontal mini T-junction were investigated experimentally. The ranges of the superficial velocities of air and water were 0.694-1.157 and 0.211-0.938 m/s, respectively, and the cross-sectional areas of the main, branch and the run were fixed to be the same, $600×600 μm^2$. All the flows were visualized and confirmed to be in the plug flow regime.
Within the present experimental range, fractions of the air and the water separated into the branch were almost insensitive to the inlet superficial velocities of air and water. The pressure variations across the T-junction were measured and compared with the previous correlations by Saba and Lahey (1982), Hwang et al. (1988), Ballyk et al. (1988) and Buell et al. (1994) that were originally developed for large T-junctions. Among them, the correlation of Saba and Lahey with separated and homogeneous flow models gave best prediction of the pressure variation for the main-run path. However, the mean deviation showing relatively high values, any correlation did not predict the pressure variation reasonably for the main-branch path.
본 연구는 미세 분기관에서 2상 플러그류의 유동 분배 경향 및 압력 변화에 관한 실험을 수행하였다. 작동 유체로는 공기와 물을 사용하였으며, 공기와 물의 겉보기 속도는 각각 0.694-1.157, 0.211-0.938 m/s 이다. T-분기관은 입구관, 분지관, 출구관 모두 수평으로 놓여있으며, 이들 채널은 $600×600 μm^2$ 인 정사각 단면을 갖고 있다. T-분기관에서의 압력을 측정하기 위하여 입구관, 출구관 및 분지관에 각각 차압계를 설치하였다. 본 실험에서 유동 영역이 플러그류임을 확인하기 위하여 가시화하였다.
본 실험에서 공급되는 공기 및 물의 겉보기 속도 변화에 따라 분지관으로 분배되는 공기와 물의 분배 비는 거의 변화가 없었다. 또한 T-분기관에서 압력 변화를 측정하여, Saba와Lahey (1982), Hwang 등 (1988), Ballyk 등 (1988)과 Buell 등 (1994)이 제시한 압력과 비교하였다. 이들 중에서 Saba와Lahey (1982)가 제시한 식을 대입하여 구한 균질 및 분리 유동 모델이 분기 부분의 입구관-출구관에 대한 압력변화 (P12)를 가장 잘 예측하였다. 그러나 큰 평균 편차를 갖는 분기 부분의 입구관-분지관에 대한 압력 변화 (P13)는 잘 예측하지 못하였다.
