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슬립비 (Slip Ratio)

쉽게 풀면

물과 증기가 같은 관을 흐를 때 가벼운 증기가 무거운 물보다 빨리 움직이는 경우가 많습니다. 슬립비는 이 속도 차이를 증기 속도와 액체 속도의 비로 나타낸 값입니다. 값이 1이면 두 상이 같은 속도로 함께 움직인다는 뜻이고, 1보다 크면 증기가 앞서 나간다는 뜻입니다. 슬립비가 클수록 같은 건도에서도 관 안에 남아 있는 증기의 부피 비율은 작아집니다.

왜 중요한가

기포율을 계산하려면 두 상의 속도 관계를 알아야 하므로, 슬립비는 이상유동 모델의 출발점이 되는 양입니다. 비등수형 원자로처럼 노심 안에서 증기가 생기는 경우 기포율이 반응도에 직접 영향을 주기 때문에 더욱 중요합니다. 압력강하와 임계유동 계산에도 들어갑니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

조금 더 깊게 보면

슬립비는 압력이 높아져 증기와 물의 밀도 차이가 줄어들수록 1에 가까워지고, 유속이 빠를수록 두 상이 잘 섞여 역시 1에 가까워집니다. 여러 경험식이 압력, 질량유속, 건도의 함수로 슬립비를 제시하며, 이를 이용해 건도로부터 기포율을 환산합니다. 슬립비를 1로 고정하는 모델을 균질모델이라 부르며 계산은 간단하지만 저압·저유속 조건에서 오차가 큽니다.

주의할 점

기포율과 건도는 슬립비를 매개로 연결되는 다른 양입니다. 슬립비를 고려하지 않고 건도를 곧바로 기포율로 바꾸면 기포율을 과대평가하게 됩니다.

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