Identification of Two-Phase Flow Patterns Based on Statistical Characteristics of Differential Pressure Fluctuations

차압교란치의 통계적 특성에 의한 2상유동양식의 판별

Characteristics of flow patterns in horizontal gas-liquid two-phase flow for two different sizes of pipe were investigated based upon a statistical analysis of differential pressure fluctuations at an orifice. The probability density function and the power spectral density function of the traces indicate peculiar shapes depending upon the two-phase flow regime. Mixed and separated flows also could be identified by the autocorrelation function. The transition region from separated flow to mixed flow also could be identified by these statistical properties. The experimental data determined by this method were compared with the flow pattern maps suggested by other investigators. The result indicates that the statistical characteristics of differential pressure fluctuations at orifices may be a useful tool for identifying flow patterns of horizontal gas-liquid two-phase flow.

본 연구에서는 이러한 개념을 확장하여 직경이 26nm와 38nm인 두 개의 수평관 내 기액 2상유동에서 오리피스의 차압교란치의 확률밀도함수, 자기상관함수와 파워 스 펙트럼 밀도함수를 구하여 유동양식에 따른 이 들 통계치의 특성을 구명하였다. 본 연구에서 다룬 유동양식은 기포, 플러그, 슬러그, 성층, 파상, 환상, pseudo-slug 유 동이다. 이 결과 차압교란치의 통계적 해석을 통한 유동양식 판별법이 매우 유용하 다는 사실을 밝혔으며, 또 본 판별법을 관내 압력강하치의 통계적 해석을 통하여 유동 양식을 구분한 타 연구자들의 방법과 비교 분석하였다.