[FKFU-A040-01-A] 배관내 Bubble Flow(Variable Wave Speed) Modeling
작성자
플로우마스터코리아
작성일
2021-12-10 11:19
조회
76
Full Liquid System이 아닌 Bubble flow와 같이 부분적으로 Cavity 등 Gas가 포함된 유동의 경우, 소량 포함된 경우에도 Wave Speed가 큰 폭으로 변하며 Surge Pressure와 같은 Transient Pressure에 큰 변화를 가져온다.
전체적 2 Phase 유동해석이 아닌 부분적 Gas 함유를 고려한 해석은 과도현상 해석에 유용하다.
이에 대한 모델링 방법을 소개한다.
============================================================================
1. Flowmaster Component의 가운데 다음과 같은 Bubbly Pipe를 사용한다.
2. 이미 통상의 Elastic Pipe로 모델링된 경우에는 Replace 기능을 통해 모든 Pipe를 “Bubbly Pipe”로 변경할 수 있다.
Bubbly Pipe의 입력데이터 가운데 “Variable Wave Speed Data” Sub Form에 해당 값을 입력한다.
3. Gas Release Factor, Gas Absorption Factor, Mass Ratio of Free Gas, Mass Ratio of Dissolved Gas 등의 Data를 입력한다.
Mass Ratio of Free Gas가 가장 지배적이며 표현 가능한 데이터인 경우가 많다.
Mass Ratio of Free Gas가 0.01%인 경우 다음과 같이 0.0001로 입력하고 다른 값이 확실하지 않은 경우 0으로 입력한다.
4. Valve Closing의 경우 Valve Open에서 0%로 닫는 경우 해석 에러가 발생하는 경우 있다.
이런 경우 Ratio가 0이 아닌 1e-5정도로 입력하는 경우 결과에 별 영향이 없이 해석이 가능하다.
5. Gas 비율에 따른 간단한 비교는 다음과 같다.
- Variable Wave Speed를 고려하지 못하는 Elastic Pipe를 사용한 경우와 Bubble Pipe에 Mass ratio를 0으로 한 경우,
다음과 같이 결과 거의 유사함을 알 수 있다.
- Gas mass ratio 0인 경우와 0.01%, 0.05%인 경우에 대한 Surge Pressure 비교해 보면
다음과 같이 큰 압력차이를 보여주고 있음을 알 수 있다.
전체적 2 Phase 유동해석이 아닌 부분적 Gas 함유를 고려한 해석은 과도현상 해석에 유용하다.
이에 대한 모델링 방법을 소개한다.
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1. Flowmaster Component의 가운데 다음과 같은 Bubbly Pipe를 사용한다.
2. 이미 통상의 Elastic Pipe로 모델링된 경우에는 Replace 기능을 통해 모든 Pipe를 “Bubbly Pipe”로 변경할 수 있다.
Bubbly Pipe의 입력데이터 가운데 “Variable Wave Speed Data” Sub Form에 해당 값을 입력한다.
3. Gas Release Factor, Gas Absorption Factor, Mass Ratio of Free Gas, Mass Ratio of Dissolved Gas 등의 Data를 입력한다.
Mass Ratio of Free Gas가 가장 지배적이며 표현 가능한 데이터인 경우가 많다.
Mass Ratio of Free Gas가 0.01%인 경우 다음과 같이 0.0001로 입력하고 다른 값이 확실하지 않은 경우 0으로 입력한다.
4. Valve Closing의 경우 Valve Open에서 0%로 닫는 경우 해석 에러가 발생하는 경우 있다.
이런 경우 Ratio가 0이 아닌 1e-5정도로 입력하는 경우 결과에 별 영향이 없이 해석이 가능하다.
5. Gas 비율에 따른 간단한 비교는 다음과 같다.
- Variable Wave Speed를 고려하지 못하는 Elastic Pipe를 사용한 경우와 Bubble Pipe에 Mass ratio를 0으로 한 경우,
다음과 같이 결과 거의 유사함을 알 수 있다.
- Gas mass ratio 0인 경우와 0.01%, 0.05%인 경우에 대한 Surge Pressure 비교해 보면
다음과 같이 큰 압력차이를 보여주고 있음을 알 수 있다.