원전용 오리피스 내의 고압유동 특성에 관한 수치해석적 연구

Abstract

원전에 사용하는 오리피스는 유량을 측정하여 발전량을 관리하는데 사용되는 중요한 장비이다. 일반적으로 고압의 기체가 오리피스를 통과하면서 발생되는 압력의 변화는 차압계로 측정한 데이타로 관계식을 만들어 유량을 산출한다. 비압축성인 액체의 경우에는 저압액체를 사용한 실험결과로부터 관계식을 얻어 고압유량측정에 사용할 수 있으나 기체의 경우에는 압력에 의한 밀도변화가 커서 유동특성에 많은 영향을 주기 때문에 관계식을 확장 적용할 경우에 오차가 발생한다. 실험의 경우에도 고압기체의 경우에는 공급설비의 한계로 인해 차압과 유량 사이의 관계식을 구하는 것이 불가능하다. 본 연구에서는 실험적으로 분석이 힘든 고압기체에 의한 유동특성을 전산유체해석을 이용하여 관계를 도출하고자 한다. 또한 수치해석 결과를 분석하여 차압과 유량사이를관련 특성계수인 유출계수와 확장계수를 구하여 오리피스 설계에 사용하는 국제규격(ISO 5167)에 의해 산출된 결과[1]와 비교하여 타당성을 검증하고자 한다.