사각 기둥 실린더 내부 다공성 매질에서의 액화질소의 거동에 대한 연구

Abstract

상 변화(phase change)를 수반한 다상 유동 연구(multiphase flow analysis)는 증발, 응축과 같은 많은 분야에 적용, 응용될 수 있고 현상의 복잡성 때문에 많은 연구의 관심을 받고 있는 분야이다. 본 연구에서는 극저온 유체인 액화질소가 다양한 밀도의 글라스 울 내부 다공성 매질속으로 스며들면서 나타나는 거동을 살펴보았다. 유동에 영향을 미치는 투과성 계수에 대해서, 외부 압력의 영향성에 대한 실험을 진행하였고 논의하였다. 극저온 유체인 액화질소를 실험유체로 사용하여 사각 기둥 실린더 내부의 유체의 유동에 대한 실험으로 유체의 유동을 살펴보았다. 그 결과 벌크 밀도가 커짐에 따라 투과성 계수가 작아지고, 거리에 따른 압력변화의 비선형성이 커짐을 보였다. 마지막으로 CFD 전산유동 프로그램으로 실험결과와 동일한 상황을 모사하였으며, 이를 실험결과와 비교 분석하였다. 이에 대한 검증결과, 시뮬레이션 결과가 실험결과와 유사한 경향과 결과를 보여주었다. The multiphase flow analysis related to phase change can be adapted to lots of areas such as evaporation and condensation has many interesting branches due to complicated phenomenon. In this study, the experimental investigation of cryogenic liquid in the porous media with various densities was shown how the cryogenic liquid behaves in the porous structure. For this study, permeability behaviors under different applying pressure of the glass wool with different bulk densities are discussed. Experimental investigation on the behavior of cryogenic liquefied nitrogen in the porous media is conducted. The result was that the non linearity of pressure gradient with location is increased and the permeability is decreased as the bulk density of glass wool increased. Lastly, simulation results with CFD commercial package program are used to realize the cryogenic liquid's flow in porous media to compare the finding with experimental results.