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[4] 유체에 의한 열 전달
원자력열유체공학 2023. 1. 23. 22:38
0. 서론 이전 챕터까지는 유체에 대한 내용을 다루었다. 유체의 특성과 이를 다루는 방정식을 확인했으며, 이로부터 주어진 환경에서 유체가 어떻게 상호작용하는지에 대해서 논의하였다. 특히 직전 챕터인 '[3] 유체의 압력 강하'에서는 핵심적인 특성으로 꼽히는 압력이 유체와 그것이 지나는 유로의 조건에 따라 얼마만큼 변하는지를 직접 계산한 바 있다. 이번 챕터는 유체의 또 다른 중요한 특성인 온도와 열에 대해 서술한다. 원자력에서 다루는 유체는 노심에서 발생한 열을 전달하는 역할이 주로 부각되며, 동일 주제를 '핵공학개론1' 태그의 몇몇 글에서 다룬 적이 있다. 아래의 글에는 원자로에서의 온도 분포를 계산한 내용이 포함되어 있다. 2021/7/2 - [7] 원자로 내 열 전달 :: https://seraph..
[3] 유체의 압력 강하
원자력열유체공학 2022. 1. 5. 19:25
0. 서론 우리가 기체의 거동을 분석하기 위해 방정식을 사용할 때, 흔히 적용하는 조건 중 하나가 이상기체(ideal gas)에 대한 것이다. 서로 간 상호작용이 탄성충돌로만 이루어진다는 이 가정은 실제 기체에서는 들어맞지 않지만, 푸는 이로 하여금 보다 간단한 고려만을 통해 현상을 해석할 수 있도록 도와준다. 만일 더 정확한 결과를 얻고 싶다면 이상기체라는 틀에 추가 조건을 달면서 식을 늘려가면 된다. 유체에서도 이와 비슷한 방식을 사용해 식을 세울 수 있다. 이상적인 유체는 비압축성, 비점성, 비회전성 등을 만족하는 유체로 정상상태로 흐를 때 그 거동에 변화가 없다. 현실에서의 유체는 점성을 가져 마찰에 의한 유속 및 압력 변화가 나타나고, 기체의 경우 주변 환경에 대응하는 압축이 일어나 밀도가 계속..
[2] 유체의 지배방정식
원자력열유체공학 2021. 12. 30. 16:24
0. 서론 어떤 물리적인 문제를 풀기 위해서는 그에 맞는 방정식을 세울 필요가 있다. 우리는 중성자의 X-section을 다룬 이전 글에서 (https://seraphy.tistory.com/16)에서 중성자의 생성과 소멸에 대한 이해를 바탕으로 적분방정식을 작성, 풀이한 적이 있고 또 다른 글(https://seraphy.tistory.com/18)에서는 중성자의 생성과 확산, 흡수에 의한 손실을 반영해 방정식을 세워 원자로의 기하학적 형태에 따른 중성자 분포를 알아본 바 있다. 위 두 글의 방정식은 모두 보존방정식(conservation equation)의 틀을 갖고 있다. 어떤 계를 상상하고, 내부에 존재하는 중성자의 수를 모두 고려하여 그 양이 보존된다는 것을 식으로 쓴 것이다. 원자로 내에서 열..
[1] 원전 내 에너지 전달
원자력열유체공학 2021. 12. 29. 17:17
0. 서론 이전 '핵공학개론1' 태그의 글 목록에서는 다른 발전 방법과 원자력 발전의 차이점인 핵분열에 초점을 맞추었다. 중성자가 우라늄 핵분열의 연쇄반응을 일으켜 에너지를 얻고, 반응도(reactivity)에 대한 inhour equation을 통해 그 출력을 조정하는 내용을 다루었다. 한편으로 원자력 발전소는 열에너지를 전기 에너지로 변환하는 거대한 열기관이다. 반도체를 쓰는 태양광 발전의 경우를 제외하면, 현대의 발전 방식은 터빈을 돌리는 것을 기본으로 하여 그 동력을 어떻게 마련하는가에 대한 차이가 있을 뿐이다. 예를 들어 화력 발전은 화석연료를 태워 얻은 열이 물을 끓이고, 여기서 얻은 증기가 터빈을 움직인다. 수력 발전은 댐을 통과하는 물이 직접적으로 터빈에 동력을 공급한다. 원자력 발전은, ..
[11] 원전 안전성
핵공학개론1 2021. 8. 22. 22:13
0. 서론 원자력 발전이 가진 가장 큰 단점이자 위험성은 사고 시 유출되는 방사능 물질로부터 온다. 이전 글(https://seraphy.tistory.com/23)에서 다룬 핵분열생성물과 초우라늄 원소 등이 인근 지역 주민의 생활권으로 유입될 경우, 정도에 따라 다르나 해당 지역은 향후 수십 년 동안 인간이 살기에 부적합한 곳으로 변모할 가능성이 높다. 이로부터 야기되는 인적 피해와 경제적 손실은 막대하다. 여타 발전에 비해 원전의 위험성이 더 부각되는 이유는 사고로 인한 피해가 심각하다는 점도 있지만 원전 자체가 고온, 고압의 환경을 내부에 구축하고 있으며 이를 다루는 작업이 높은 수준의 기술력을 요구하기 때문이기도 하다. 이전의 글(https://seraphy.tistory.com/19)에서 논의한..
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