Ten two-phase pressure drop models and correlations in the literature have been examined for their applicability to Pressurized Water Reactor conditions. They were tested against 209 experimental steam-water pressure drop measurements under diabatic conditions. The data represented several geometries and had the following property ranges ;
Pressure 8.6-16.5 MN/㎡ (1250-2400 psia)
Mass velocity 406.8-8000 kg/㎡-s (0.3-5.9 Mlb/$ft^2$-hr)
Exit quality subcooled- 60%
Equivalent diameters 4.83-38.10mm (0.19-1.5 in)
The models and correlations which were found to have best performance for above range of parameters were the (a) homogeneous model by Owens (1961), (b) Baroczy model (1968), and (c) Chisholm model (1972). The correlations were also evaluated with the available experimental data which were sub-divided into a number of sets based on the properties and flow conditions. A new correlation has been developed in the present work by the application of correction factor to the total pressure drop term. The new correlation is tested for its accuracy by comparing with the existing experimental data and predictions of the existing correlations. The results of the comparison show that the agreement between the predictions of the new correlation and the experimental data is fairly good and the correlation seems to be superior to all other existing correlations examined for the operating conditions of PWRs.
가압 경수형 원자로 (PWR) 의 정상상태및 과도상태 에서의 2상 유동 압력강하를 예측하는데 널리 사용되는 10개의 기존모델을 검토하였다. 그 모델들을 각기 냉각수 접촉면 가열상태 (diabatic) 에서 측정된 209개의 증기-물 혼합체의 압력강하 실험치들 과 비교하여 평가하였다. 본 연구에 적용된 기하학적 특성및 유체의 물성변수의 범위는 다음과 같다.
압력 : 8.6 - 16.5 MN/sq.m (1250 -2400 psia)
질량속도 : 406.8 - 8000 kg/sq.m-s (0.3 - 5.9 Mlb/sq.ft-hr)
출구 quality : subcooled - 60 %
등가지름 : 4.83 - 38.10 mm (0.19 - 1.5 in)
위와 같은 각종 변수 (parameter) 범위 내에서는 a) Owens 의 균질모델 (1961), b) Baroczy 모델 (1968) 및 c) Chisholm 모델 (1972) 이 가장 우수한 것으로 나타났다. 기존 모델들은 수집한 모든 실험 데이터 의 전영역에 대해서 뿐만 아니라 유체의 성질과 상태를 기준으로 나누어진 몇 개의 부속영역에 대해서도 그 정확도가 평가되었다. 이러한 기존 모델들의 평가를 바탕으로 전압력강하 항 (Total pressure drop term) 에 교정계수를 적용한 새로운 관계식을 얻었다. 새로운 관계식은 2상유동 압력강하 실험치 및 기존 모델과의 비교를 통하여 검증되었는데 그 결과는 새로운 관계식에 의한 압력강하 계산치가 실험치와 잘 일치함을 보여준다. 또한 이 새로운 관계식은 PWR 의 정상상태 및 과도상태에서의 2상 유동 압력강하를 예측하는 데에 있어 미리 검토한 기존의 어떠한 모델보다도 우수한 것으로 판명되었다.
