Prediction of interfacial shear stress and pressure drop in vertical two-phase annular flow

Zhang, H.*; 梅原 裕太郎*; 吉田 啓之; 森 昌司*

International Journal of Heat and Mass Transfer, 218, p.124750_1 - 124750_11, 2024/01

https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124750

The interfacial shear stress and pressure drop of an upward vertical annular flow of nitrogen-water, HFC134a-water, and nitrogen-95% ethanol solution were comprehensively investigated considering the effect of the liquid-gas density ratio and surface tension. A direct link between the disturbance wave height and equivalent sand-grain roughness was noted through the analogy with the famous Moody chart for single-phase turbulent flows. A predictive model of the interfacial friction factor was developed based on this finding. To predict the pressure drop of the annular flow, a new model with good predictive performance for annular flows of various working fluids including steam-water under boiling water reactor operating condition (286C and 7MPa) was proposed.

水平ダクト内気液並向流における界面波のウェーブレット解析

近藤 昌也; 久木田 豊

JAERI-Research 96-037, 84 Pages, 1996/07

JAERI-Research-96-037.pdf:5.85MB

水平配管における気液二相流の流動様式遷移のうち、工学上特に重要とされる波状流からスラグ流への流動様式遷移に大きな影響を与える界面波の成長過程についてウェーブレット解析を行った。特に実験で観察された、界面波が突発的に急減衰及び急成長する現象に注目した。解析の結果、MorletのウェーブレットとGarbor関数が界面波の解析に十分な時間分解能及び周波数分解能を有していること、成長過程においても界面波を構成する周波数成分が各々固有の伝播速度で伝播していること、その伝播速度は深水波の位相速度の理論値とほぼ一致すること、界面波の急減衰及び急成長はこれら周波数成分の位相のずれや一致によって生じることを明らかにした。