균질평형모델 (Homogeneous Equilibrium Model)
한 줄 정의: 기체와 액체 두 상이 같은 속도로 흐르고 열역학적 평형 상태에 있다고 가정해, 이상유동을 하나의 혼합 유체처럼 다루는 가장 단순한 모델입니다.
쉽게 풀면
물과 증기가 섞여 흐를 때 실제로는 증기가 더 빨리 움직이고 온도도 약간 다를 수 있습니다. 균질평형모델은 이런 차이를 무시하고 둘을 잘 섞인 한 가지 유체로 봅니다. 계산이 간단해 첫 근사로 많이 씁니다.
왜 중요한가
원자로 냉각재 계통의 압력강하, 임계유량(파단 시 유출량) 계산 등 열수력 해석의 기본 출발점입니다. 더 정교한 모델의 정확도를 평가하는 기준으로도 쓰입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"균질평형모델은 긴 배관의 임계유량을 비교적 잘 예측했으나 짧은 노즐에서는 과소평가하는 경향을 보였다."
짧은 유로에서는 평형 가정이 깨진다는 점을 보여 줍니다.
조금 더 깊게 보면
두 상의 속도비(슬립비)가 1이고, 상 변화가 즉시 일어나 온도가 포화 상태를 유지한다고 가정합니다. 혼합물의 밀도는 건도로 계산되며, 이때 기포율과 건도의 관계가 단순해집니다. 기체와 액체 속도 차이가 큰 저압·저유량 조건에서는 오차가 커집니다. 그래서 표류유속 모델이나 2유체 모델이 개발되었습니다.
주의할 점
표류유속 모델(drift-flux-model)은 두 상의 상대속도를 표류속도로 반영하지만, 균질평형모델은 상대속도를 0으로 둡니다.