2007년05월13일 98번

[열설비설계]
수직 증발관을 가열할 때 발생하는 2상 유동형태의 순서로 옳은 것은?

① 기포류→환상류→슬러그류(Slug Flow)→분무류
② 기포류→슬러그류(Slug Flow)→환상류→분무류
③ 기포류→분무류→슬러그류(Slug Flow)→환상류
④ 기포류→분무류→환상류→슬러그류(Slug Flow)

(정답률: 16%)

문제 해설

정답은 "기포류→슬러그류(Slug Flow)→환상류→분무류"입니다.

먼저, 수직 증발관에서는 열이 가해지면서 하부에서부터 기포가 생성됩니다. 이렇게 생성된 기포는 상부로 상승하면서 환상류를 형성합니다. 환상류는 기포가 상부로 연속적으로 상승하는 현상으로, 기포의 크기와 속도가 일정하지 않습니다.

환상류가 상부로 도달하면, 기포가 연속적으로 상승하지 못하고 하부에 머무르게 됩니다. 이때 기포들이 모여서 슬러그류를 형성합니다. 슬러그류는 기포와 액체가 번갈아 나타나는 유동형태로, 기포와 액체의 비율이 일정하지 않습니다.

슬러그류가 상부로 도달하면, 기포들이 분리되어 분무류를 형성합니다. 분무류는 작은 기포들이 고르게 분포되어 있는 유동형태로, 기포와 액체의 비율이 거의 일정합니다.

따라서, 수직 증발관에서는 기포류→슬러그류→환상류→분무류의 순서로 유동형태가 발생합니다.

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