Condensation phenomena in the injection of the emergency coolant water to the core is an important topic to be verified by a number of realizing experiments. Many experimental studies, however, have been conducted in square type test section in which the steam flow forms two-dimensional flow because there was not an effective measurement technique of local steam flow rates used to estimate the condensation rates in circular pipes,
To develop an effective LDV measurement technique of local steam flow rates in circular pipes, some experimental tests in a circular pipe, which is 70 mm in diameter, and analyses for the method of data handling were conducted.
The spatial distributions of steam velocity are obtained from the tests for with-water case and no-water case and they are fitted to a 1/7 power curves which is widely known as a distribution of steam velocity in circular pipes. The distributions show good agreement with the fitting curves.
The stability of LDV signal is tested by an experiment in which the velocities of liquid droplets at a point are measured 20 times repetitively. It is found from the test that the fluctuations between LDV signals during the 20 times measurement are relatively large, In the present work, therefore the maximum value among the 20 data is selected as a representative data at the point.
For a practical application of LDV technique, a method for selecting the measurement points among the total measuring points is proposed.
With the further studies for LDV technique, more powerful measurement technique for local steam flow rates can be developed.
원자력 발전소의 비상 냉각수 유입시 발생하는 증기와 유입수 사이의 응축현상은 실증 실험을 통하여 정량화되어야 할 중요한 현상이며, 이를 위한 많은 실험들이 실행되어져 왔으나 실험을 통하여 얻어야 할 중요한 측정값인 응축률 계산을 위한 국부 증기 유량의 계측 방법은 아직 뚜렷이 제시된 방법이 없어서 대부분의 실험을 실제의 급수관과는 그 형태가 상이한 사각 실험관에서 수행해 왔다. 본 연구는 원관에서의 증기-물 응축 실험에 효과적인 국부 증기 유량 측정 방법의 하나로 Laser Doppler Velocimeter를 제안하고 그 효용성을 따져 보았다.
연구방법으로는 직경이 70 mm인 Pyrex 원관의 한 부분에서 증기 속도의 단면적 내에서의 분포를 구하고 한 지점에서의 LDV signal의 안정성을 시험하기 위한 실험적 과정과, 주어진 속도 분포로부터 국부 증기 유량을 얻기 위한 data 처리 방법 개발과 보다 실용적인 data 선택 방법의 개발을 위한 해석적 방법이 사용되었다.
이와 같은 연구 결과 원관에서의 증기 속도의 분포는 turbulent flow인 경우 기존에 알려져왔던 것과 같이 $\frac{1}{7}$ power fitting curve를 잘 따르는 것으로 보이며, LDV signal의 좋지 않은 stability를 보상하기 위해서는 한 지점에서 가능한 한 많은 횟수의 측정이 필요하다는 것과, 비교적 작은 오차를 감수한다면 적은 횟수의, 적은 수의 지점에서의 측정만으로 상기 목적을 위한 LDV technique의 사용이 가능하다는 것을 밝혔다.
