The open-type natural circulation is driven by the density difference between the single liquid phase and two-phase region. A study on the effect of friction factor was performed regarding the density-wave oscillation behavior in an open-type natural circulation loop. The correlation of Moody friction factor and Takeuchi drift-flux flow model were used in the analysis, and Thom two-phase frictional multiplier was applied. The sensitivity test was performed over the pipe roughness both in the single-phase region and in the two-phase region, and the effect of friction factor perturbation was investigated over the Reynolds number range of 10^4~10^6 and the relative roughness range of 0.00005~0.02.
Higher relative roughness in the single-phase region stabilizes the system while the higher relative roughness in the two-phase region aggravates the flow instability. The pipe roughness in the two-phase re-gion affects the flow instability more sensitively than that in the single-phase region for the open-type natural circulation loop considered in the present paper. In addition, the effect of friction factor perturbation was investigated by adopting Moody friction factor. The friction factor perturbation with the low relative roughness (< 0.001) over the specified range of Reynolds number results in the increase of the unstable threshold power while the high relative roughness (> 0.001) does not affect the density-wave oscillation behavior significantly.
개방형 자연순환루프에서 자연 순환은 단상 영역과 2상 영역간 밀도차이에 의해 발생한다. 개방형 자연순환회로에서 밀도파 불안정성에 관한 마찰 계수 효과에 대한 연구가 이루어졌다. Moody 마찰 계수와 타케우치 드리프트 플럭스 모델을 사용하였으며, Thom 2상 마찰 손실 배수가 적용되었다. 단상 영역과 2상 영역의 관내 조도에 대한 민감도를 확인하였으며, 레이놀즈수 10^4~10^6구간과 상대조도 0.00005~0.02 구간에서 마찰 계수 섭동의 효과를 확인하였다.
단상 구간에서 높은 상대 조도는 계통을 안정화시키는 반면 2상 구간에서 높은 조도는 유동 불안정성을 악화시킨다. 2상 구간에서 관내 조도는 단상 구간에서 관내 조도보다 유동 불안정성에 민감하게 영향을 미친다. 추가적으로 Moody 마찰계수를 이용하여 마찰 계수 섭동의 효과를 살펴보았다. 특정 레이놀즈 수 구간에서 낮은 상대 조도 (<0.001)는 불안정 개시 출력을 상승시키는 결과를 초래하는 반면, 높은 상대 조도 (>0.001)는 밀도파 불안정 거동에 특별한 영향을 미치지 않는다.
