KR102070999B1 - System and method for draining of electrically conductive liquid - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템은, 전도성 액체가 배수되는 배수 포트를 구비하는 용기부; 및 상기 용기부의 외측에 배치되어, 상기 전도성 액체의 배수 중에 자유표면으로부터 보텍스 코어(vortex core)의 발생 또는 상기 배수 포트를 통한 보텍스 코어의 배출을 억제하는 보텍스 코어 억제부;를 포함하고, 상기 보텍스 코어 억제부는 상기 전도성 액체에 자기장을 인가하여, 상기 전도성 액체 내 3차원적인 테일러 보텍스 구조(3-dimensional taylor vortex structure)를 해체시킬 수 있다.Drainage system of the conductive liquid according to an embodiment, the container portion having a drain port for draining the conductive liquid; And a vortex core suppressor disposed outside the container to suppress generation of a vortex core from the free surface or discharge of the vortex core through the drain port during draining of the conductive liquid. The core suppressor may apply a magnetic field to the conductive liquid to disassemble the 3-dimensional taylor vortex structure in the conductive liquid.

Description

전도성 액체의 배수 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DRAINING OF ELECTRICALLY CONDUCTIVE LIQUID}Drainage system and method of conductive liquids {SYSTEM AND METHOD FOR DRAINING OF ELECTRICALLY CONDUCTIVE LIQUID}

본 발명은 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부에서 자기장을 인가하여 전도성 액체의 배수 시에 발생되는 테일러 보텍스 구조를 해체시키는 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a drainage system and method of the conductive liquid, and more particularly to a drainage system and method of the conductive liquid to dismantle the Taylor vortex structure generated when the conductive liquid is applied by externally draining the conductive liquid.

액체가 작은 배수구로 배수되는 동안 자유표면 와류 유동이 발생한다. 배수 전 액체가 채워진 용기를 회전시킨 후 배수하게 되면 자유표면에는 딤플(dimple) 또는 보텍스 코어가 생성되고, 아랫 방향으로 발달하여 배수구까지 연장되는 가느다란 기둥 형태의 기체 영역이 나타난다. 자유표면 와류 유동은 연속 주조 공정, 펌프를 이용한 수송, 액체 연료 분사 등의 경우에 관찰된다. 하지만 이러한 와류 유동은 액체의 질량 유량을 감소시키고, 불필요한 기체를 유입시켜서 기계설비 손상과 효율을 감소시키게 된다.Free surface vortex flow occurs while the liquid is drained to a small drain. Rotating the container filled with the liquid before draining and then draining creates a dimple or vortex core on the free surface, and shows a gas column in the shape of a columnar column that extends downward to the drain. Free surface vortex flows are observed in continuous casting processes, pumped transport, liquid fuel injection, and the like. However, this vortex flow reduces the mass flow rate of the liquid and introduces unnecessary gas, which reduces mechanical damage and efficiency.

이에 자유표면 와류 유동의 생성을 억제하거나 지연시키는 방법들이 연구되어 왔다.Therefore, methods for suppressing or delaying the generation of free surface vortex flow have been studied.

Gowda 등은 접시 형태의 와류 억제 장치를 제안하였다.Gowda et al. Proposed a vortex suppressor in the form of a dish.

Gowda 및 Udhayakumar는 날개 형태의 억제 장치를 사용하였다.Gowda and Udhayakumar used wing form suppressors.

Sohn 등은 배수구를 용기 바닥의 정중앙이 아닌 편심 위치에 놓고 물을 배수하는 실험 연구를 통해서 편심 길이에 따른 자유표면 와류 유동을 분석하였다.Sohn et al. Analyzed the free surface vortex flow according to the eccentric length through an experimental study in which the drain was placed in an eccentric position rather than the center of the bottom of the vessel.

Ramamurthi 및 Tharakan은 일반적인 원기둥 형태의 배수구 대신 계단 형태와 bellmouth 형태의 배수구를 제안하고 실험을 통해서 배수구 모양이 와류 억제에 미치는 영향을 연구하였다.Ramamurthi and Tharakan proposed stair and bellmouth drains instead of general cylindrical drains and studied the effects of drain holes on vortex suppression through experiments.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The background art described above is possessed or acquired by the inventors in the process of deriving the present invention, and is not necessarily a known technology disclosed to the public before the application of the present invention.

일 실시예에 따른 목적은 용기부의 형상 변경 또는 구조물의 추가 없이 외부에서 자기장을 인가하여 전도성 액체의 배수 또는 흡입 시에 발생되는 3차원적인 테일러 보텍스 구조(3-dimensional taylor vortex structure)를 간단하게 파괴 또는 해체시킬 수 있는 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to simply destroy the 3-dimensional taylor vortex structure generated upon drainage or suction of the conductive liquid by applying a magnetic field from the outside without changing the shape of the container or adding the structure. Or to provide a drainage system and method for conductive liquids that can be dismantled.

일 실시예에 따른 목적은 전자기적 제어를 통하여 전도성 액체의 배수 중에 자유표면으로부터 보텍스 코어(vortex core) 또는 에어 코어(air core)의 발생 또는 배수 포트를 통한 보텍스 코어 또는 에어 코어의 배출을 효과적으로 억제할 수 있는 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.An object according to one embodiment is to effectively suppress the generation of a vortex core or air core from the free surface or the discharge of the vortex core or air core through the drainage port during the drainage of the conductive liquid via electromagnetic control. It is to provide a drainage system and method of the conductive liquid capable of.

일 실시예에 따른 목적은 연속 주조 공정, 펌프를 이용한 수송, 로켓 엔진에서의 액체 연료 분사, 소듐냉각고속로(SFR) 등과 같이 전도성 액체가 배수 또는 유입(흡입)되면서 자유표면으로부터 보텍스 코어가 발생될 수 있는 다양한 경우에 적용되어, 기계설비의 손상 및 효율 감소, 액체의 질량유량 감소, 최종 제품의 품질 저하 등을 방지할 수 있는 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The objective according to one embodiment is to generate a vortex core from a free surface as the conductive liquid is drained or introduced (sucked), such as a continuous casting process, pumped transport, liquid fuel injection in a rocket engine, sodium cooling fastener (SFR), etc. Applicable in various cases, the present invention provides a system and method for draining conductive liquids that can prevent damage to equipment and reduced efficiency, reduced mass flow of liquids, and deterioration of the final product.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템은, 전도성 액체가 배수되는 배수 포트를 구비하는 용기부; 및 상기 용기부의 외측에 배치되어, 상기 전도성 액체의 배수 중에 자유표면으로부터 보텍스 코어(vortex core)의 발생 또는 상기 배수 포트를 통한 보텍스 코어의 배출을 억제하는 보텍스 코어 억제부;를 포함하고, 상기 보텍스 코어 억제부는 상기 전도성 액체에 자기장을 인가하여, 상기 전도성 액체 내 3차원적인 테일러 보텍스 구조(3-dimensional taylor vortex structure)를 해체시킬 수 있다.Drainage system for a conductive liquid according to an embodiment for achieving the above object, the container portion having a drain port for draining the conductive liquid; And a vortex core suppressor disposed outside the container to suppress generation of a vortex core from the free surface or discharge of the vortex core through the drain port during draining of the conductive liquid. The core suppressor may apply a magnetic field to the conductive liquid to disassemble the 3-dimensional taylor vortex structure in the conductive liquid.

일 측에 의하면, 상기 보텍스 코어 억제부는 상기 전도성 액체가 배수되는 방향 또는 중력 방향에 반대되는 방향으로 자기장을 인가할 수 있다.According to one side, the vortex core suppressor may apply a magnetic field in a direction opposite to the direction of gravity or the drainage of the conductive liquid.

일 측에 의하면, 상기 보텍스 코어 억제부는 상기 전도성 액체가 배수되는 방향에 대하여 수직하는 방향으로 자기장을 인가할 수 있다.According to one side, the vortex core suppressor may apply a magnetic field in a direction perpendicular to the direction in which the conductive liquid is drained.

일 측에 의하면, 상기 보텍스 코어 억제부는 영구 자석 또는 전자석을 포함할 수 있다.According to one side, the vortex core suppressor may include a permanent magnet or an electromagnet.

일 측에 의하면, 상기 자기장은 상기 전도성 액체의 배수 동안 일정한 세기로 일정한 방향으로 인가될 수 있다.According to one side, the magnetic field may be applied in a constant direction at a constant intensity during the drainage of the conductive liquid.

일 측에 의하면, 상기 자기장은 상기 전도성 액체의 보텍스 유동과 상호 작용을 통해서 유도 전류를 발생시키고, 상기 유도 전류 및 상기 자기장의 상호 작용에 의해서 전자기력 또는 로렌츠 힘이 생성되며, 상기 전자기력 또는 로렌츠 힘이 상기 전도성 액체의 보텍스 유동에 반대되는 방향으로 작용될 수 있다.According to one side, the magnetic field generates an induced current through interaction with the vortex flow of the conductive liquid, the electromagnetic force or Lorentz force is generated by the interaction of the induced current and the magnetic field, the electromagnetic force or Lorentz force is It may act in a direction opposite to the vortex flow of the conductive liquid.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 방법은, 용기부에 구비된 배수 포트를 통해서 전도성 액체가 배수되는 단계; 및 상기 전도성 액체에 자기장이 인가되는 단계;를 포함하고, 상기 자기장에 의해서 상기 전도성 액체의 배수 중에 자유표면으로부터 보텍스 코어(vortex core)의 발생 또는 상기 배수 포트를 통한 상기 보텍스 코어의 배출이 억제될 수 있다.Drainage method of the conductive liquid according to an embodiment for achieving the above object, draining the conductive liquid through the drain port provided in the container portion; And applying a magnetic field to the conductive liquid, wherein generation of a vortex core from a free surface or discharge of the vortex core through the drain port may be suppressed by the magnetic field during drainage of the conductive liquid. Can be.

일 측에 의하면, 상기 전도성 액체에 자기장이 인가되는 단계에서, 상기 자기장은 상기 전도성 액체가 배수되는 방향에 반대되는 방향으로 또는 상기 전도성 액체가 배수되는 방향에 대하여 수직하는 방향으로 인가되고, 상기 자기장은 상기 전도성 액체의 배수 중에 일정한 세기로 일정한 방향으로 인가될 수 있다.According to one side, in the step of applying a magnetic field to the conductive liquid, the magnetic field is applied in a direction opposite to the direction in which the conductive liquid is drained or in a direction perpendicular to the direction in which the conductive liquid is drained, the magnetic field May be applied in a constant direction at a constant intensity during the drainage of the conductive liquid.

일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법에 의하면, 용기부의 형상 변경 또는 구조물의 추가 없이 외부에서 자기장을 인가하여 전도성 액체의 배수 또는 흡입 시에 발생되는 3차원적인 테일러 보텍스 구조(3-dimensional taylor vortex structure)를 간단하게 파괴 또는 해체시킬 수 있다.According to the drainage system and method of the conductive liquid according to an embodiment, a three-dimensional Taylor vortex structure generated when draining or inhaling the conductive liquid by applying a magnetic field from the outside without changing the shape of the container portion or adding the structure (3-dimensional) The taylor vortex structure can simply be destroyed or dismantled.

일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법에 의하면, 전자기적 제어를 통하여 전도성 액체의 배수 중에 자유표면으로부터 보텍스 코어(vortex core) 또는 에어 코어(air core)의 발생 또는 배수 포트를 통한 보텍스 코어 또는 에어 코어의 배출을 효과적으로 억제할 수 있다.According to an embodiment of the drainage system and method of a conductive liquid, the generation of a vortex core or air core from the free surface or the vortex core through the drainage port during the drainage of the conductive liquid through electromagnetic control Alternatively, the discharge of the air core can be effectively suppressed.

일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법에 의하면, 연속 주조 공정, 펌프를 이용한 수송, 로켓 엔진에서의 액체 연료 분사, 소듐냉각고속로(SFR) 등과 같이 전도성 액체가 배수 또는 흡입되면서 자유표면으로부터 보텍스 코어가 발생될 수 있는 다양한 경우에 적용되어 기계설비의 손상 및 효율 감소, 액체의 질량유량 감소, 최종 제품의 품질 저하 등을 방지할 수 있다.According to one embodiment, a system and method for draining conductive liquids may include: a continuous surface casting process, a pumping method, a liquid fuel injection in a rocket engine, a sodium cooling highway (SFR), etc. It can be applied to various cases where vortex cores can be generated from to prevent damage to the machine and reduce efficiency, decrease the mass flow of liquid, and reduce the quality of the final product.

도 1은 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템을 도시한다.
도 2(a) 및 (b)는 회전 중인 용기부 내부 입자의 유적선 및 배수 후 시간에 따른 속도 벡터와 유선을 도시한다.
도 3은 3차원적인 테일러 보텍스 구조를 도시한다.
도 4a 및 4b는 보텍스 코어 억제부가 소듐냉각고속로에 적용된 모습을 도시한다.
도 5는 보텍스 코어 억제부가 연속주조 공정에 적용된 모습을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 방법을 도시하는 순서도이다.
도 7(a) 내지 (c)는 Hartmann 수에 따른 자유표면의 발달을 도시한다.
도 8은 Hartmann 수에 따른 배수 시간 동안 액체 높이 변화를 도시한다.
도 9는 Hartmann 수에 따른 배수 시간 동안 배수 속도 변화를 도시한다.
도 10(a) 내지 (f)는 Hartmann 수에 따른 속도 벡터 및 원주방향 와도를 도시한다.
도 11(a) 내지 (f)는 Hartmann 수가 4.5인 경우, 다양한 배수 시간에서 중앙 평면 및 자유표면 상의 무차원 전위를 도시한다.
도 12(a) 및 (b)는 Hartmann 수가 4.5인 경우, (a) 전기장 벡터 및 (b) 속도 및 자기장 사이의 벡터곱에 기초하여 다양한 배수 시간에서 전류 밀도의 벡터 플롯을 도시한다.
도 13(a) 내지 (e)는 Hartmann 수가 4.5인 경우, 다양한 배수 시간에 따른 자유표면 상의 3차원 전류 밀도 벡터를 도시한다.
도 14(a) 내지 (c)는 Hartmann 수에 따른 무차원 로렌츠 힘의 벡터 플롯을 도시한다.
도 15는 Hartmann 수에 따른 평균 무차원 로렌츠 힘의 시간 변화를 도시한다.
도 16(a) 내지 (f)는 Hartmann 수에 따른 축방향 속도 프로파일 및 선회 속도 프로파일을 도시한다.
1 illustrates a drainage system of a conductive liquid according to one embodiment.
2 (a) and 2 (b) show the reflex line and the velocity vector over time after the drainage and the streamline of the particles inside the vessel in rotation.
3 illustrates a three-dimensional Taylor Vortex structure.
Figures 4a and 4b shows the vortex core suppression portion is applied to the sodium cooling fastener.
5 shows a state in which the vortex core suppressor is applied to a continuous casting process.
6 is a flowchart illustrating a method of draining a conductive liquid according to an embodiment.
7 (a)-(c) show the development of the free surface according to the Hartmann number.
8 shows the liquid height change during drainage time according to Hartmann number.
9 shows the drainage rate change during the drainage time according to the Hartmann number.
10 (a)-(f) show the velocity vectors and circumferential vortices according to the Hartmann number.
11 (a)-(f) show the dimensionless dislocations on the central plane and free surface at various drainage times when the Hartmann number is 4.5.
12 (a) and (b) show vector plots of current density at various drainage times based on (a) electric field vector and (b) vector product between velocity and magnetic field when the Hartmann number is 4.5.
13 (a)-(e) show three-dimensional current density vectors on a free surface with varying drainage times when the Hartmann number is 4.5.
14 (a)-(c) show vector plots of dimensionless Lorentz forces according to Hartmann number.
15 shows the time change of the mean dimensionless Lorentz force with respect to the Hartmann number.
16 (a)-(f) show the axial speed profile and the swing speed profile according to the Hartmann number.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used to refer to the same components as much as possible, even if displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiment, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there is another component between each component. It will be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in any one embodiment and components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, the description in any one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions thereof will be omitted in the overlapping range.

도 1은 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템을 도시하고, 도 2(a) 및 (b)는 회전 중인 용기부 내부 입자의 유적선 및 배수 후 시간에 따른 속도 벡터와 유선을 도시하고, 도 3은 3차원적인 테일러 보텍스 구조를 도시하고, 도 4a 및 4b는 보텍스 코어 억제부가 소듐냉각고속로에 적용된 모습을 도시하고, 도 5는 보텍스 코어 억제부가 연속 주조 공정에 적용된 모습을 도시하고, 도 6은 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 방법을 도시하는 순서도이다.1 shows a drainage system of a conductive liquid according to one embodiment, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) show a reflex line and a velocity vector and a streamline over time after drainage of particles inside a rotating container, Figure 3 shows a three-dimensional Taylor vortex structure, Figures 4a and 4b shows the vortex core restraint applied to the sodium cooling fastener, Figure 5 shows the vortex core restrained applied to the continuous casting process, 6 is a flowchart illustrating a method of draining a conductive liquid according to an embodiment.

도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템(10)은 용기부(100) 및 보텍스 코어 억제부(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the drainage system 10 of the conductive liquid according to an embodiment may include a container part 100 and a vortex core suppression part 200.

상기 용기부(100) 내에는 전도성 액체(L)가 수용될 수 있다.The conductive liquid L may be accommodated in the container part 100.

이때, 용기부(100)는 예를 들어 원기둥 형태로 마련될 수 있으나, 용기부(100)의 형상은 이에 국한되지 아니하며 전도성 액체(L)가 수용되는 내부 공간을 포함할 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.At this time, the container portion 100 may be provided in, for example, a cylindrical shape, the shape of the container portion 100 is not limited thereto, and any one may include an internal space in which the conductive liquid L is accommodated. Do.

또한, 전도성 액체(L)는 예를 들어 용탕, 액체상의 소듐, 액체상의 갈륨인듐주석 혼합물, 액체 연료 등과 같은 액체상의 금속을 포함할 수 있다.In addition, the conductive liquid L may include, for example, a liquid metal such as molten metal, liquid sodium, liquid gallium indium tin mixture, liquid fuel, and the like.

이때, 전도성 액체(L)의 예시는 이에 국한되지 아니하며, 추후 보텍스 코어 억제부(200)에 의해서 인가되는 자기장에 의해서 하전되어 유도 전류를 발생시킬 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.At this time, an example of the conductive liquid (L) is not limited thereto, and any one may be used as long as it can be charged by a magnetic field applied by the vortex core suppression unit 200 to generate an induced current.

또한, 용기부(100)에는 배수 포트(102)가 구비될 수 있다.In addition, the container part 100 may be provided with a drain port 102.

예를 들어 배수 포트(102)는 용기부(100)의 하부에 구비되어, 전도성 액체(L)를 외부로 배수할 수 있다. 또는, 배수 포트(102)는 흡입 포트 또는 유입 포트로도 이용될 수 있으며, 용기부(100)의 상부에 구비되어 외부의 다른 용기부로부터 배수되는 전도성 액체(L)를 용기부(100) 내부로 흡입 또는 유입할 수 있다.For example, the drain port 102 may be provided under the container part 100 to drain the conductive liquid L to the outside. Alternatively, the drain port 102 may also be used as a suction port or an inlet port, and the conductive liquid L disposed on the upper part of the container part 100 and drained from the other container part outside is inside the container part 100. May be inhaled or introduced.

이때, 배수 포트(102)는 직경이 좁은 노즐 형태로 마련되거나, 노즐에 구비된 홀 형상으로 마련될 수 있다.At this time, the drain port 102 may be provided in the form of a narrow nozzle, or may be provided in a hole shape provided in the nozzle.

이에 의해서, 전도성 액체(L)가 용기부(100)로부터 배수 포트(102)를 통하여 배수되거나 전도성 액체(L)가 외부로부터 배수 포트(102)를 통하여 흡입 또는 유입될 때, 전도성 액체(L)의 자유표면으로부터 보텍스 코어(vortex core) 또는 에어 코어(air core)가 발생될 수 있다.Thereby, when the conductive liquid L is drained from the container portion 100 through the drain port 102 or the conductive liquid L is sucked or introduced through the drain port 102 from the outside, the conductive liquid L is A vortex core or air core may be generated from the free surface of the.

특히, 도 2(a)를 참조하여, 아직 배수가 진행되지 않은 상태에서 용기부(100) 내부에서 회전 중인 입자의 유적선(pathline)을 보면, 자유표면의 입자가 보텍스 코어의 중심으로 빨려 들어가고 하강 흐름을 타고 용기부(100)의 바닥으로 강하하는 것을 볼 수 있다. 바닥으로 이동한 입자는 바닥벽을 타고 회전하면서 점점 측벽으로 이동하며 측벽 주변에 형성된 상승 흐름을 타고 나선형으로 회전하면서 다시 상층부로 이동하는 Ekman spiral suction 흐름을 보인다. 이러한 유동 특성은 배수 후 용기부의 중심부에 강한 하강 기류를 형성하는데 도움을 줘 보텍스 코어 현상을 촉진시킨다.In particular, referring to Figure 2 (a), when looking at the pathline of the particles that are rotating inside the container portion 100 in the state that the drainage has not yet progressed, the particles of the free surface is sucked into the center of the vortex core It can be seen descending to the bottom of the container portion 100 riding down the flow. Particles that have migrated to the bottom move toward the sidewalls as they rotate through the bottom wall, and in the upward flow formed around the sidewalls, they exhibit an Ekman spiral suction flow that moves back to the upper layer. This flow characteristic helps to form a strong downdraft in the center of the vessel after draining, thus promoting the vortex core phenomenon.

또한, 도 2(b)를 참조하여, 배수 후, 시간에 따른 속도 벡터(대칭축 왼쪽)와 유선(대칭축 오른쪽)을 확인할 수 있다. 이때, 속도 벡터는 선회 속도 성분을 제외한 반경방향 속도와 축방향 속도를 나타낸다.In addition, referring to FIG. 2 (b), after the drainage, the velocity vector (symmetric axis left) and the streamline (symmetric axis right) over time can be confirmed. At this time, the velocity vector represents the radial velocity and the axial velocity excluding the revolution velocity component.

배수가 시작되면 중심에는 축방향 벡터성분이 바닥에서부터 자유표면 부근까지 전체적으로 분포하게 된다. 배수 초반부터 측벽 부근에는 원주방향으로 중심축을 가지는 복잡한 테일러 보텍스(Taylor vortex)가 형성되고 있다.At the start of the drainage, the axial vector component is distributed throughout the center from the bottom to the free surface. From the beginning of the drainage, a complex Taylor vortex having a central axis in the circumferential direction is formed in the vicinity of the side wall.

배수가 진행됨에 따라 중심부와 측벽 부근이 서로 다른 회전유동 구조를 가지게 되는데, 중심부에는 Ekman spiral 흐름의 영향으로 측벽 부근에서 유입된 입자들이 각운동량 보존에 의해 축방향 중심축을 가지는 강한 하강 선회류를 형성하며, 측벽 부근에서는 테일러 보텍스의 크기가 확대되며 주변 전도성 액체들을 원주방향으로 중심축을 가지는 테일러 보텍스 구조 속에 가두는 경향을 보이고 있다.As the drainage proceeds, the center and the side wall have different rotational flow structures.In the center, the particles flowing in the vicinity of the side wall form a strong descending vortex with an axial central axis due to the conservation of angular momentum under the influence of the Ekman spiral flow. In the vicinity of the sidewalls, the size of the Taylor vortex is increased and the surrounding conductive liquids tend to be trapped in the Taylor vortex structure having a central axis in the circumferential direction.

결국 배수 포트(102)로부터 발생하는 강한 하강 운동량이 용기부(100)의 중심부로만 전달되어 중심부에서 보텍스 코어가 배수 포트(102) 쪽으로 급격하게 빨려 들어가는 보텍스 코어 현상이 발생한다.As a result, a strong descending momentum generated from the drainage port 102 is transmitted only to the center of the container part 100 so that a vortex core phenomenon occurs in which the vortex core is rapidly sucked toward the drainage port 102.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 용기부(100)로부터 전도성 액체(L)가 배수되는 중에 용기부(100) 내에 3차원적인 테일러 보텍스 구조(3-dimensional taylor vortex structure)가 생성될 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 3, a three-dimensional taylor vortex structure may be generated in the container portion 100 while the conductive liquid L is drained from the container portion 100. .

이때, 3차원적인 테일러 보텍스 구조는 서로에 대하여 반대되는 방향으로 회전하는 테일러 보텍스 링이 적층된 구조로 마련될 수 있다.In this case, the three-dimensional Taylor vortex structure may be provided in a structure in which a Taylor vortex ring rotating in a direction opposite to each other is stacked.

또한, 적층된 테일러 보텍스 링들의 중앙을 관통하고 수직축으로 회전하는 강한 보텍스 유동(또는 와류 유동)이 공존한다. 배수가 진행됨에 따라서 이러한 적층된 링 구조가 혼란스러워지기는 하나, 배수가 종료될 때까지 원주방향 중심축을 따라서 회전하는 보텍스 구조가 계속 존재하면서 배수에 직접적으로 관여하지 않는 전도성 액체를 용기부(100)의 측벽 영역에 가두는 것이 명확해진다.In addition, there is a strong vortex flow (or vortex flow) that penetrates the center of the stacked Taylor Vortex rings and rotates on a vertical axis. Although the stacked ring structure is confused as the drainage proceeds, the container portion 100 contains a conductive liquid that does not directly participate in the drainage while the vortex structure continues to rotate along the circumferential central axis until the drainage is completed. It is clear that the confinement in the sidewall area

이러한 3차원적인 테일러 보텍스 구조의 작용에 의해서, 용기부(100)의 유효 직경이 용기부(100)의 실제 직경보다 훨씬 작아진다. 또한, 이러한 현상에 기초하여, 중앙에 배치된 전도성 액체(L)만이 급격하게 배수되고, 결론적으로 전도성 액체(L)의 자유표면으로부터 보텍스 코어가 형성되게 되어, 배수 포트(102)를 통해서 보텍스 코어 또는 에어 코어가 배출될 수 있다.By the action of this three-dimensional Taylor vortex structure, the effective diameter of the container part 100 is much smaller than the actual diameter of the container part 100. Further, based on this phenomenon, only the centrally disposed conductive liquid L is rapidly drained, and consequently, a vortex core is formed from the free surface of the conductive liquid L, and thus the vortex core through the drain port 102. Or the air core may be discharged.

이와 같이 용기부(100) 내에서 전도성 액체(L) 내에 형성되는 보텍스 코어는 보텍스 코어 억제부(200)에 의해서 제거 또는 억제될 수 있다.As such, the vortex core formed in the conductive liquid L in the container part 100 may be removed or suppressed by the vortex core suppression unit 200.

상기 보텍스 코어 억제부(200)는 용기부(100)의 외측에 배치될 수 있다.The vortex core suppression unit 200 may be disposed outside the container unit 100.

또한, 보텍스 코어 억제부(200)는 영구자석 또는 전자석 등으로 마련되어, 용기부(100)에 대하여 자기장을 인가할 수 있으며, 결국 용기부(100) 내에 수용된 전도성 액체(L)에 인가될 수 있다.In addition, the vortex core suppression unit 200 may be provided as a permanent magnet or an electromagnet, and may apply a magnetic field to the container unit 100, and thus may be applied to the conductive liquid L accommodated in the container unit 100. .

이때, 보텍스 코어 억제부(200)의 배치 또는 구성은 전도성 액체(L)에 대하여 자기장을 인가할 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.At this time, the arrangement or configuration of the vortex core suppression unit 200 may be any one as long as it can apply a magnetic field to the conductive liquid (L).

예를 들어, 보텍스 코어 억제부(200)는 적어도 하나의 말굽형으로 된 영구자석 또는 전자석을 포함하여 용기부(100)의 외측의 적어도 일부를 감싸도록 배치되거나, 보텍스 코어 억제부(200)는 복수 개의 일자형으로 된 영구자석 또는 전자석을 포함하여 용기부(100)의 외측을 따라서 서로 이격 배치될 수 있다.For example, the vortex core suppression unit 200 is disposed to surround at least a portion of the outside of the container part 100 including at least one horseshoe-shaped permanent magnet or an electromagnet, or the vortex core suppression unit 200 is It may be spaced apart from each other along the outer side of the container portion 100 including a plurality of straight-shaped permanent magnets or electromagnets.

또는, 보텍스 코어 억제부(200)가 용기부(100)의 외측에서 용기부(100)의 길이방향을 따라서(또는 Y축 방향으로) 연장되게 형성되거나, 용기부(100)의 길이방향을 따라서(또는 Y축 방향으로) 서로 이격 배치될 수 있고, 용기부(100)의 외측에서 용기부(100)의 폭 방향을 따라서(또는 X축 방향으로) 연장되게 형성되거나, 용기부(100)의 폭 방향을 따라서(또는 X축 방향으로) 서로 이격 배치될 수 있다.Alternatively, the vortex core suppression part 200 is formed to extend along the longitudinal direction (or in the Y-axis direction) of the container part 100 from the outside of the container part 100, or along the length direction of the container part 100. (Or in the Y-axis direction) may be spaced apart from each other, and formed to extend along the width direction (or in the X-axis direction) of the container portion 100 from the outside of the container portion 100, or It may be spaced apart from each other along the width direction (or in the X-axis direction).

전술된 바와 같이 보텍스 코어 억제부(200)는 용기부(100)의 외측에 다양한 형태로 배치되어, 용기부(100) 내에 수용된 전도성 액체(L)에 대하여 자기장을 인가할 수 있다.As described above, the vortex core suppression unit 200 may be disposed in various forms on the outside of the container unit 100 to apply a magnetic field to the conductive liquid L accommodated in the container unit 100.

구체적으로, 보텍스 코어 억제부(200)는 전도성 액체(L)가 배수되는 방향 또는 중력 방향에 반대되는 방향으로 자기장을 인가할 수 있다. 이때, 전도성 액체(L)가 배수되는 방향 또는 중력 방향이 -Y축 방향이므로, 보텍스 코어 억제부(200)에서 자기장을 인가하는 방향은 Y축 방향이 될 수 있다.Specifically, the vortex core suppressor 200 may apply a magnetic field in a direction opposite to the direction in which the conductive liquid L is drained or in the direction of gravity. At this time, since the direction in which the conductive liquid L is drained or the direction of gravity is the -Y axis direction, the direction in which the magnetic field is applied by the vortex core suppressor 200 may be the Y axis direction.

또한, 보텍스 코어 억제부(200)는 전도성 액체(L)가 배수되는 방향에 대하여 수직하는 방향으로 자기장을 인가할 수 있다. 이때, 전도성 액체(L)가 배수되는 방향 또는 중력 방향이 -Y축 방향이므로, 보텍스 코어 억제부(200)에서 자기장을 인가하는 방향은 X축 방향 또는 -X축 방향이 될 수 있다.In addition, the vortex core suppressor 200 may apply a magnetic field in a direction perpendicular to the direction in which the conductive liquid L is drained. At this time, since the direction in which the conductive liquid L is drained or the direction of gravity is in the -Y axis direction, the direction in which the magnetic field is applied by the vortex core suppressor 200 may be the X axis direction or the -X axis direction.

전술된 바와 같이, 보텍스 코어 억제부(200)는 경우에 따라서 전도성 액체(L)에 대하여 자기장을 인가하는 방향을 다르게 선택 또는 조절할 수 있다.As described above, the vortex core suppressor 200 may select or adjust a direction in which the magnetic field is applied to the conductive liquid L in different cases.

이와 같이 보텍스 코어 억제부(200)에서 전도성 액체(L)에 대하여 자기장을 인가할 경우, 자기장은 도 2에 도시된 전도성 액체(L)의 보텍스 유동(vortex flow)과 상호 작용을 통해서 유도 전류를 발생시키고, 유도 전류 및 자기장의 상호 작용을 통해서 전자기력 또는 로렌츠 힘이 생성될 수 있다.When the magnetic field is applied to the conductive liquid L in the vortex core suppressor 200 as described above, the magnetic field generates an induced current through interaction with the vortex flow of the conductive liquid L shown in FIG. 2. Electromagnetic waves or Lorentz forces can be generated through the interaction of induced currents and magnetic fields.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 용기부(100)로부터 전도성 액체(L)가 배수되는 중에 서로에 대하여 반대되는 방향으로 회전하는 테일러 보텍스 링이 적층된 구조를 갖는 3차원적인 테일러 보텍스 구조가 생성되므로, 보텍스 코어 억제부(200)에 의해서 일정한 방향 및 일정한 세기로 자기장이 인가되더라도, 유도 전류, 또는 전자기력 또는 로렌츠 힘 또한 3차원적인 테일러 보텍스 구조 내에서 서로 다른 방향으로 생성될 수 있다. 이와 같이 보텍스 코어 억제부(200)는 일정한 방향 및 일정한 세기로 전도성 액체(L)에 대하여 자기장을 인가할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 3, while the conductive liquid L is drained from the container part 100, the three-dimensional Taylor vortex structure having the stacked structure of the Taylor vortex rings rotating in opposite directions with respect to each other is provided. Since the magnetic field is applied by the vortex core suppressor 200 in a constant direction and a certain intensity, the induced current, or the electromagnetic force or the Lorentz force may also be generated in different directions in the three-dimensional Taylor vortex structure. As such, the vortex core suppression unit 200 may apply a magnetic field to the conductive liquid L in a predetermined direction and a predetermined intensity.

특히, 유도 전류 및 자기장의 상호 작용을 통해서 생성된 전자기력 또는 로렌츠 힘은 3차원적인 테일러 보텍스 구조에서 전도성 액체(L)의 보텍스 유동에 반대되는 방향으로 작용될 수 있다. 이에 의해서 전도성 액체(L)의 보텍스 유동이 지연되거나 제거될 수 있다. 결국 이러한 보텍스 코어 억제부(200)의 작용에 의해서 전도성 액체(L)의 배수 중에 발생된 3차원적인 테일러 보텍스 구조가 파괴 또는 해체될 수 있다.In particular, the electromagnetic force or Lorentz force generated through the interaction of the induced current and the magnetic field may act in a direction opposite to the vortex flow of the conductive liquid L in the three-dimensional Taylor vortex structure. As a result, the vortex flow of the conductive liquid L may be delayed or eliminated. As a result, the three-dimensional Taylor vortex structure generated during the drainage of the conductive liquid L may be destroyed or dismantled by the action of the vortex core suppressor 200.

따라서 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템(10)은 외부에서 자기장을 인가하여 전도성 액체(L) 내에서 발생되는 전자기력 또는 로렌츠 힘을 제어함으로써, 다시 말해서 전자기적 제어를 통하여, 전도성 액체(L)가 배수되면서 자유표면으로부터 발생되는 3차원적인 테일러 보텍스 구조를 파괴 또는 해체하여, 전도성 액체(L)의 배수 중에 보텍스 코어의 발생 또는 배수 포트(102)를 통한 보텍스 코어의 배출을 근본적으로 억제할 수 있다.Therefore, the drainage system 10 of the conductive liquid according to an embodiment controls the electromagnetic force or Lorentz force generated in the conductive liquid L by applying a magnetic field from the outside, that is, through the electromagnetic control, the conductive liquid L 3) Taylor vortex structure generated from the free surface while draining), thereby essentially destroying or discharging the vortex core during the drainage of the conductive liquid L or the discharge of the vortex core through the drain port 102. Can be.

이러한 원리는 다양한 분야에 적용될 수 있다.This principle can be applied to various fields.

특히, 도 4a 및 4b를 참조하여, 소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor, SFR)에서 중간열교환기(IHX)의 외측에 보텍스 코어 억제부(200)가 배치될 수 있다.In particular, referring to FIGS. 4A and 4B, the vortex core suppression unit 200 may be disposed outside the intermediate heat exchanger IHX in a sodium-cooled fast reactor (SFR).

일반적으로 소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor, SFR)는 노심에서 나온 고온의 액체소듐이 고온풀 영역에서 중간열교환기(IHX)를 거쳐서 저온풀 영역으로 들어간 뒤 펌프를 통해서 다시 고온풀의 노심으로 공급되는 순환 구조로 되어 있다.In general, Sodium-cooled Fast Reactor (SFR) is the hot liquid sodium from the core is passed through the intermediate heat exchanger (IHX) in the hot pool area to the cold pool area and then pumped back to the core of the hot pool. It has a circulation structure that is supplied with.

또한, 소듐냉각고속로에서 원자로 본체의 상부는 액체소듐이 공기와 직접 접촉하는 것을 막기 위해 아르곤 가스가 채워져 있다. 그런데, 소듐냉각고속로에서 펌프 가동에 의해서 자유표면에서 발생하는 보텍스 코어를 타고 아르곤 가스가 유입될 수 있다.In addition, the upper part of the reactor body in a sodium cooling fastener is filled with argon gas to prevent liquid sodium from making direct contact with air. However, argon gas may be introduced onto the vortex core generated at the free surface by operating the pump in the sodium cooling expressway.

구체적으로, 액체소듐이 중간열교환기(IHX)에 구비된 흡입 홀(H)에 흡입되면서 축방향으로 회전하는 보텍스 유동에 의해서 테일러 보텍스 구조가 생성될 수 있고, 테일러 보텍스 구조의 중심부에서 보텍스 코어가 아르곤 가스가 함께 중간열교환기(IHX)에 구비된 흡입 홀(H)쪽으로 빨려 들어갈 수 있다.Specifically, the Taylor vortex structure may be generated by the vortex flow rotating in the axial direction while the liquid sodium is sucked into the suction hole H provided in the intermediate heat exchanger IHX, and the vortex core is formed at the center of the Taylor vortex structure. Argon gas may be sucked together into the suction hole (H) provided in the intermediate heat exchanger (IHX).

이와 같이 중간열교환기(IHX)에 유입된 아르곤 가스는 중간열교환기(IHX)로부터 노심으로 액체소듐의 순환에 의해서 노심에 유입될 수 있다.The argon gas introduced into the intermediate heat exchanger (IHX) may be introduced into the core by circulation of the liquid sodium from the intermediate heat exchanger (IHX) to the core.

이러한 현상을 방지하기 위해서 중간열교환기(IHX)의 외측에 보텍스 코어 억제부(200)가 배치될 수 있다.In order to prevent this phenomenon, the vortex core suppression unit 200 may be disposed outside the intermediate heat exchanger IHX.

예를 들어, 보텍스 코어 억제부(200)는 다양한 형태의 영구자석 또는 전자석으로 마련되어, 중간열교환기(IHX)의 길이방향에 대하여 수직하는 방향으로 또는 흡입 홀(H)을 통한 흡입 방향에 대하여 반대되는 방향으로 액체소듐에 대하여 자기장을 인가할 수 있다.For example, the vortex core suppressor 200 is formed of various types of permanent magnets or electromagnets, and is perpendicular to the longitudinal direction of the intermediate heat exchanger IHX or opposite to the suction direction through the suction hole H. A magnetic field can be applied to the liquid sodium in such a direction.

또한, 보텍스 코어 억제부(200)는 서로 다른 극성(예를 들어, N극 및 S극)을 갖는 복수 개의 자석을 포함하고, 복수 개의 자석은 중간열교환기(IHX)의 외측에서 흡입 홀(H)보다 높게 위치될 수 있으며, 보텍스 코어가 형성되는 경로의 외측에 이격 배치될 수 있다. 이에 의해서 테일러 보텍스 구조가 해체 또는 파괴되어 보텍스 코어가 발생되지 않을 수 있다.In addition, the vortex core suppression unit 200 includes a plurality of magnets having different polarities (for example, N poles and S poles), and the plurality of magnets have suction holes H outside the intermediate heat exchanger IHX. It may be positioned higher than), and may be spaced apart from the outside of the path where the vortex core is formed. As a result, the Taylor vortex structure may be dismantled or destroyed so that no vortex core may be generated.

또는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 보텍스 코어 억제부(200)는 서로 다른 극성을 갖는 복수 개의 자석을 포함하고, 중간열교환기(IHX)의 외측에서, 특히 고온풀의 외측에서 서로 다른 극성이 교대로 배치되어, 중간열교환기(IHX)의 외측에서 고르게 액체소듐에 대하여 자기장을 인가할 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 4B, the vortex core suppressor 200 includes a plurality of magnets having different polarities, and different polarities outside the intermediate heat exchanger IHX, particularly outside the hot pool. Alternatingly, a magnetic field can be applied to the liquid sodium evenly outside the intermediate heat exchanger (IHX).

이때, 중간열교환기(IHX) 내에 액체소듐이 흡입되는 중에 액체소듐의 자유표면으로부터 생성되는 테일러 보텍스 구조를 파괴 또는 해체시킬 수 있는 방향으로 전자기력 또는 로렌츠 힘을 발생시킬 수 있다면 인가된 자기장의 방향 또는 보텍스 코어 억제부(200)의 배치는 다양하게 될 수 있다.At this time, if liquid sodium is absorbed in the intermediate heat exchanger (IHX), an electromagnetic or Lorentz force can be generated in a direction that can destroy or disassemble the Taylor vortex structure generated from the free surface of liquid sodium, or the direction of the applied magnetic field or The arrangement of the vortex core suppression unit 200 may be various.

이와 같이 보텍스 코어 억제부(200)는 중간열교환기(IHX)의 외부에서 자기장을 인가하여서 액체소듐이 중간열교환기(IHX) 내에 흡입되는 중에 자유표면으로부터 생성되는 테일러 보텍스 구조를 파괴 또는 해체시킬 수 있는 방향으로 전자기력 또는 로렌츠 힘을 발생시킬 수 있고, 결과적으로 소듐냉각고속로에서 노심에 보텍스 코어를 타고 아르곤 가스가 유입되는 것을 억제할 수 있다.As such, the vortex core suppressor 200 may destroy or disassemble the Taylor vortex structure generated from the free surface while liquid sodium is sucked into the intermediate heat exchanger (IHX) by applying a magnetic field outside the intermediate heat exchanger (IHX). Electromagnetic force or Lorentz force can be generated in the same direction, and consequently, argon gas can be prevented from entering the core in the core in the sodium cooling expressway.

또한, 도 5를 참조하여, 연속 주조 공정에서 몰드(M)의 외측에 보텍스 코어 억제부(200)가 배치될 수 있다.In addition, referring to FIG. 5, in the continuous casting process, the vortex core suppression unit 200 may be disposed outside the mold M. Referring to FIG.

이때, 몰드(M)의 상면에는 턴디시(T)로부터 배출된 용탕 또는 액체상의 금속이 유입되는 작은 배수 포트(P)가 형성될 수 있다.At this time, a small drain port P into which the molten metal or the liquid metal discharged from the tundish T flows may be formed on the upper surface of the mold M.

이러한 배수 포트(P)를 통해서 몰드(M) 내에 용탕이 흡입되는 과정에서 몰드의 탕면에서 보텍스 코어 현상이 발생될 수 있고, 탕면 내 몰드 플럭스가 주조품의 내부에 국소적으로 침투됨에 따라서 주조품의 불량이 초래될 수 있다.Vortex core phenomenon may occur at the molten surface of the mold in the process of injecting the molten metal into the mold M through the drain port P, and the mold flux in the molten surface may be locally penetrated into the casting, thereby causing a defect in the casting. This may result.

이를 방지하기 위해서, 보텍스 코어 억제부(200)는 몰드(M)의 상하 방향으로 자기장을 인가할 수 있도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 몰드(M)의 상부에서는 하방으로 자기장을 인가하도록 마련되거나, 몰드(M)의 하부에서는 상방으로 자기장을 인가하도록 마련될 수 있다.In order to prevent this, the vortex core suppression unit 200 may be arranged to apply a magnetic field in the vertical direction of the mold M. For example, the upper portion of the mold M may be provided to apply the magnetic field downward, or the lower portion of the mold M may be provided to apply the magnetic field upward.

이때, 몰드(M) 내에 용탕이 흡입되는 중에 탕면으로부터 생성되는 테일러 보텍스 구조를 파괴 또는 해체시킬 수 있는 방향으로 전자기력 또는 로렌츠 힘을 발생시킬 수 있다면 인가된 자기장의 방향 또는 보텍스 코어 억제부(200)의 배치는 다양하게 될 수 있다.At this time, if the electromagnetic force or Lorentz force can be generated in a direction that can destroy or dismantle the Taylor vortex structure generated from the molten metal while the molten metal is sucked into the mold M, the direction of the applied magnetic field or the vortex core suppressor 200 The arrangement of can vary.

이와 같이 보텍스 코어 억제부(200)는 외부에서 자기장을 인가하여서 용탕이 몰드(M) 내에 흡입되는 중에 탕면으로부터 생성되는 테일러 보텍스 구조를 파괴 또는 해체시킬 수 있는 방향으로 전자기력 또는 로렌츠 힘을 발생시킬 수 있고, 결과적으로 연속 주조 공정에서 제조된 주조품 내 특정 위치에 보텍스 코어가 유입되거나 탕면 내 몰드 플럭스 또는 용탕 내 주입된 개재물이 국소적으로 집중되는 것을 억제할 수 있다.As such, the vortex core suppression unit 200 may generate an electromagnetic force or a Lorentz force in a direction capable of destroying or dismantling the Taylor vortex structure generated from the molten surface while the melt is sucked into the mold M by applying a magnetic field from the outside. As a result, it is possible to suppress the local concentration of the vortex core or the local concentration of the injected flux in the molten mold or the molten metal in a specific position in the casting manufactured in the continuous casting process.

한편, 도 6을 참조하여, 전도성 액체의 배수 방법은 다음과 같이 수행될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 6, the draining method of the conductive liquid may be performed as follows.

우선 용기부에 구비된 배수 포트를 통해서 전도성 액체가 배수되고(S10), 전도성 액체에 자기장이 인가된다(S20).First, the conductive liquid is drained through the drain port provided in the container unit (S10), and a magnetic field is applied to the conductive liquid (S20).

이때, 인가된 자기장에 의해서 전도성 액체의 배수 중에 전도성 액체의 자유표면으로부터 보텍스 코어(vortex core)의 발생 또는 배수 포트를 통한 보텍스 코어의 통과가 억제될 수 있다.At this time, the generation of the vortex core from the free surface of the conductive liquid or the passage of the vortex core through the drain port can be suppressed during the drainage of the conductive liquid by the applied magnetic field.

또한, 자기장은 전도성 액체가 배수되는 방향 또는 중력 방향에 반대되는 방향으로 또는 전도성 액체가 배수되는 방향에 대하여 수직하는 방향으로 인가되고, 전도성 액체의 배수 중에 일정한 세기로 일정한 방향으로 인가될 수 있다.Further, the magnetic field may be applied in the direction in which the conductive liquid is drained or in the direction opposite to the direction of gravity or in a direction perpendicular to the direction in which the conductive liquid is drained, and may be applied in a constant direction at a constant intensity during drainage of the conductive liquid.

전술된 바와 같이 인가된 자기장의 방향은 전도성 액체 내에 생성되는 테일러 보텍스 구조를 파괴 또는 해체시키는 방향으로 전자기력 또는 로렌츠 힘을 발생시키도록 제어될 수 있다.As described above, the direction of the applied magnetic field may be controlled to generate electromagnetic or Lorentz forces in the direction of breaking or breaking up the Taylor vortex structure created in the conductive liquid.

이와 마찬가지로, 전도성 액체는 다음과 같이 흡입될 수 있다.Likewise, the conductive liquid can be inhaled as follows.

우선 용기부에 구비된 배수 포트를 통해서 외부로부터 전도성 액체가 흡입되고, 전도성 액체에 자기장이 인가된다.First, the conductive liquid is sucked from the outside through the drain port provided in the container, and a magnetic field is applied to the conductive liquid.

이때, 인가된 자기장에 의해서 전도성 액체의 흡입 중에 전도성 액체의 자유표면으로부터 보텍스 코어(vortex core)의 발생 또는 용기부 내 보텍스 코어의 유입이 억제될 수 있다.At this time, the generation of the vortex core or the inflow of the vortex core in the container portion can be suppressed from the free surface of the conductive liquid during the suction of the conductive liquid by the applied magnetic field.

또한, 자기장은 전도성 액체가 흡입되는 방향에 반대되는 방향으로 또는 전도성 액체가 흡입되는 방향에 대하여 수직하는 방향으로 인가되고, 전도성 액체의 흡입 중에 일정한 세기로 일정한 방향으로 인가될 수 있다.Further, the magnetic field may be applied in a direction opposite to the direction in which the conductive liquid is sucked or in a direction perpendicular to the direction in which the conductive liquid is sucked, and may be applied in a constant direction at a constant intensity during the suction of the conductive liquid.

전술된 바와 같이 인가된 자기장의 방향은 전도성 액체 내에 생성되는 테일러 보텍스 구조를 파괴 또는 해체시키는 방향으로 전자기력 또는 로렌츠 힘을 발생시키도록 제어될 수 있다.As described above, the direction of the applied magnetic field may be controlled to generate electromagnetic or Lorentz forces in the direction of breaking or breaking up the Taylor vortex structure created in the conductive liquid.

이상 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법에 설명되었으며, 이하에서는 일 실시예에 따른 전도성 액체의 배수 시스템 및 방법에 대한 실험 결과에 대하여 설명된다.As described above, the drainage system and method of the conductive liquid according to an embodiment are described, and the experimental results of the drainage system and the method of the conductive liquid according to one embodiment are described below.

도 7(a) 내지 (c)는 Hartmann 수에 따른 자유표면의 발달을 도시한다.7 (a)-(c) show the development of the free surface according to the Hartmann number.

도 7(a) 내지 (c)를 참조하여, Hartmann 수(

Figure 112018054371823-pat00001
; 점성력과 전자기력의 비)가 0.45, 4.5인 경우 내부 속도장의 큰 차이점은 발견되지 않는다. 용기부의 중심부에서는 축방향으로 회전하면서 하강하는 흐름이 나타나며, 중심부를 제외한 영역에서는 복잡한 형태의 테일러 보텍스 구조가 형성되어 재순환 흐름을 만든다.Referring to Figs. 7 (a) to 7 (c), the Hartmann number (
Figure 112018054371823-pat00001
; If the ratio of viscous and electromagnetic forces is 0.45, 4.5, no significant difference in the internal velocity field is found. In the center of the container portion, a descending flow appears while rotating in the axial direction, and in a region other than the center, a complex vortex vortex structure is formed to create a recycle flow.

Ha 수가 45까지 증가하면 Lorentz force에 의해 강한 억제력이 작용한다. 중심부의 축방향 하강 선회류와 테일러 보텍스 구조에 의한 재순환 유동이 완전히 억제되어 보텍스 코어 현상이 나타나지 않으며, 오직 출구에서 큰 속도의 배출 유동만이 관찰된다.When the Ha number increases to 45, a strong suppression force is acted on by Lorentz force. The axially descending vortex flow at the center and the recirculation flow by the Taylor vortex structure are completely suppressed, resulting in no vortex core phenomena, only high velocity exit flows observed at the outlet.

도 8은 Hartmann 수에 따른 배수 시간 동안 액체 높이 변화를 도시한다.8 shows the liquid height change during drainage time according to Hartmann number.

도 8을 참조하여, 자기장이 인가된 경우에는 대략 8τ0에서 수위 감소 속도에 급격한 변화를 보이지 않고, 자기장이 인가되지 않을 때 수반되는 보텍스 코어 배출이 발생한다.Referring to FIG. 8, when a magnetic field is applied, there is no sudden change in the level decrease rate at approximately 8τ 0 , and vortex core discharge occurs when the magnetic field is not applied.

Ha 수가 45인 경우에는 Ha 수가 0인 경우에 비해서 10% 더 빠른 수위 감소를 보인다. Ha 수가 증가함에 따라서, 수위 감소 속도는 증가한다.At a Ha number of 45, the water level decreases 10% faster than at a Ha number of zero. As the Ha number increases, the rate of water level decrease increases.

그러나, Ha 수가 4.5보다 큰 경우, 수위 감소 속도는 Ha 수 변화에 의해서 영향을 받지 않고, 수위는 거의 선형으로 감소한다.However, when the Ha number is larger than 4.5, the rate of water level reduction is not affected by the Ha number change, and the water level decreases almost linearly.

도 9는 Hartmann 수에 따른 배수 시간 동안 배수 속도 변화를 도시한다.9 shows the drainage rate change during the drainage time according to the Hartmann number.

무차원 배수 속도는 다음과 같이 정의된다.The dimensionless drainage velocity is defined as

Figure 112018054371823-pat00002
Figure 112018054371823-pat00002

이때,At this time,

Adrain은 배수 포트의 단면적이고,A drain is the cross-section of the drain port,

ρ l 은 액체의 밀도이고, ρ l is the density of the liquid,

Figure 112018054371823-pat00003
은 순간 배수 유량이다.
Figure 112018054371823-pat00003
Is the instantaneous drainage flow rate.

우선, 자기장이 인가되지 않는 경우, 보텍스 코어가 배출되는 대략 8τ0에서 배수 속도가 급격히 감소하고, 22τ0까지 계속 감소된다. 이어서, 배수 속도의 변동이 30τ0까지 반복된다. 이는 보텍스 코어가 배수 포트를 통해서 배출되면서 단속적인 깨짐에 의한 것으로 파악된다.First, when no magnetic field is applied, the drainage rate decreases rapidly at approximately 8τ 0 at which the vortex core is discharged, and continues to decrease to 22τ 0 . Subsequently, the variation in the drainage speed is repeated up to 30τ 0 . This is believed to be due to intermittent cracking as the vortex core is discharged through the drain port.

Ha 수가 45인 경우에는 용기부 내 남아 있는 액체의 감소된 포텐셜 에너지에 의해서 배수 속도가 선형으로 감소되는 것을 보인다. At a Ha number of 45, the rate of drainage is shown to decrease linearly with the reduced potential energy of the remaining liquid in the vessel.

Ha 수가 0.45 및 4.5인 경우에는 배수 속도가 12τ0까지 감소하나, Ha 수가 0인 경우보다 훨씬 크다. 보텍스 코어가 발생되는 모든 경우에 전체 배수 시간 동안 배수 속도의 상당한 변동을 연속적으로 나타낸다. Ha 수가 0.45 및 4.5인 경우에는 보텍스 코어의 배출이 12τ0 주위에서 짧게 드러난 후에 사라진다. 이는, 보텍스 코어의 배출 시 배수 포트 안에 가스가 직접 빨려 들어가지는 않았으나, 배수 유량이 심하게 방해받는다는 것을 의미한다. 따라서, 액체 추진 엔진에서 연료 공급 시스템의 유량에 대한 상당한 불안정성이 발생할 수 있다.For the Ha numbers of 0.45 and 4.5, the drainage rate decreases to 12τ 0 , but much larger than for the Ha number of zero. In all cases where vortex cores occur, there is a continuous fluctuation in the drainage rate over the entire drainage time. For the Ha numbers 0.45 and 4.5, the emission of the vortex core disappears after a short appearance around 12τ 0 . This means that the gas is not directly sucked into the drain port when the vortex core is discharged, but the drain flow rate is severely disturbed. Thus, significant instability with respect to the flow rate of the fuel supply system in liquid propulsion engines may occur.

도 10(a) 내지 (f)는 Hartmann 수에 따른 속도 벡터 및 원주방향 와도를 도시한다.10 (a)-(f) show the velocity vectors and circumferential vortices according to the Hartmann number.

도 10(a) 내지 (f)를 참조하여, Ha 수가 45인 경우, 테일러 보텍스 구조가 배수 초반 단계에서 약하게 나타나고, 배수가 진행됨에 따라서 거의 사라진다. 그리고 배수 포트 근처에서만 큰 속도가 검출된다. Ha 수가 0.45 및 4.5인 경우에는 용기부 내에서 원주방향 축을 기준으로 회전하는 보텍스 구조가 생성되고, 이는 Ha 수가 0인 경우와 거의 유사하다.10 (a) to (f), when the Ha number is 45, the Taylor vortex structure appears weak at the early stage of drainage and disappears almost as the drainage proceeds. And a large velocity is detected only near the drain port. If the Ha numbers are 0.45 and 4.5, a vortex structure is created that rotates about the circumferential axis within the vessel, which is almost the same as the Ha number is zero.

용기부 내 유동 구조는 도입된 자기장에 의해서 유도된 전류 및 도입된 자기장에 의해서 생성된 전자기력, 즉 로렌츠 힘으로 인하여 인가된 자기장의 강도에 의해 상당히 영향을 받게 된다. 이때, 힘은 도입된 자기장 및 유도 전류에 대하여 수직하는 방향으로 된다. 또한, 유도 전류는 인가된 자기장 및 하전 입자의 속도 모두에 대하여도 수직하는 방향으로 된다. 따라서, 전류 및 자기장 사이의 벡터곱으로 되는 로렌츠 힘은 연속적으로 하전 입자를 감속시킨다.The flow structure in the container portion is significantly affected by the current induced by the introduced magnetic field and the strength of the applied magnetic field due to the electromagnetic force generated by the introduced magnetic field, ie Lorentz force. At this time, the force is in a direction perpendicular to the introduced magnetic field and the induced current. Also, the induced current is in a direction perpendicular to both the applied magnetic field and the velocity of the charged particles. Thus, the Lorentz force, which is the vector product between the current and the magnetic field, continuously slows down the charged particles.

도 11(a) 내지 (f)는 Hartmann 수가 4.5인 경우, 다양한 배수 시간에서 중앙 평면 및 자유표면 상의 무차원 전위를 도시한다.11 (a)-(f) show the dimensionless dislocations on the central plane and free surface at various drainage times when the Hartmann number is 4.5.

전위의 공간 구배는 전기장 벡터(electric field intensity vector)의 일부이고, 용기부 내 생성된 전류의 일 부분을 포함한다. 따라서, 도 11(a) 내지 (f)에 도시된 전위 분포로부터, 배수가 진행됨에 따라서 전기장의 공간 구배로부터의 전류가 더 약화될 것으로 예측될 수 있다.The spatial gradient of potential is part of an electric field intensity vector and includes a portion of the current generated in the vessel portion. Thus, from the potential distribution shown in Figs. 11A to 11F, it can be expected that the current from the spatial gradient of the electric field will be further weakened as the drainage proceeds.

도 12(a) 및 (b)는 Hartmann 수가 4.5인 경우, (a) 전기장 벡터 및 (b) 속도 및 자기장 사이의 벡터곱에 기초하여 다양한 배수 시간에서 전류 밀도의 벡터 플롯을 도시하고, 도 13(a) 내지 (e)는 Hartmann 수가 4.5인 경우, 다양한 배수 시간에 따른 자유표면 상의 3차원 전류 밀도 벡터를 도시한다.12 (a) and (b) show vector plots of current density at various drainage times based on (a) electric field vector and (b) vector product between velocity and magnetic field when Hartmann number is 4.5, and FIG. 13 (a) to (e) show three-dimensional current density vectors on the free surface with varying drainage times when the Hartmann number is 4.5.

도 12(a) 및 (b)를 참조하여, Ha 수가 4.5인 경우에, 배수가 진행됨에 따라서 전기장 벡터의 공간 구배로부터의 전류 벡터 및 속도와 자기장 사이의 벡터의 외적이 바닥으로부터 멀리 위치된 평면 2R 상에 표현된다. 전술된 바와 같이, 전기장으로부터 전류의 세기는 지속적으로 감소한다. 반면, 속도-자기장 외적에 의해 유도된 전류는 12τ0까지 더 강해지고, 그런 다음에 점차 감소된다. 또한 두 개의 전류 성분의 절대 크기는 상당히 다르다. 전기장에 의한 전류는 대략적으로 유도 전류의 1/000이다. 유도 전류가 중심부로부터 용기부의 측벽을 향하는 동안, 전기장으로부터의 전류는 반대되는 방향으로 향한다.Referring to Figs. 12 (a) and (b), when Ha number is 4.5, a plane in which the product of the current vector from the spatial gradient of the electric field vector and the cross product of the vector between the velocity and the magnetic field is located away from the floor as the drainage proceeds. Expressed on 2R. As mentioned above, the intensity of the current from the electric field continues to decrease. On the other hand, the current induced by the velocity-magnetic field cross product becomes stronger up to 12τ 0 and then gradually decreases. Also, the absolute magnitudes of the two current components are quite different. The current caused by the electric field is approximately 1/000 of the induced current. While the induced current is from the center to the side wall of the container, the current from the electric field is directed in the opposite direction.

참고로, 도 13(a) 내지 (e)를 참조하여, Ha 수가 4.5인 경우에, 배수가 진행됨에 따라서 자유표면 상에서 전류 밀도가 표현되고, 대략 12τ0에서 전류 밀도가 최대로 된다.For reference, with reference to Figs. 13A to 13E, when the Ha number is 4.5, the current density is expressed on the free surface as the drainage proceeds, and the current density becomes maximum at approximately 12? 0 .

도 14(a) 내지 (c)는 Hartmann 수에 따른 무차원 로렌츠 힘의 벡터 플롯을 도시한다.14 (a)-(c) show vector plots of dimensionless Lorentz forces according to Hartmann number.

도 14(a) 내지 (c)를 참조하여, 배수가 진행됨에 따라서 세 개의 다른 Hartmann 수에 대하여 바닥면으로부터 멀리 위치된 평면 2R 상에서 무차원 로렌츠 힘의 벡터가 표현된다. 비교를 위해서 각각의 경우에 동일한 벡터 스케일이 적용된다.Referring to Figs. 14 (a)-(c), as the drainage proceeds, a vector of dimensionless Lorentz forces is represented on a plane 2R positioned away from the bottom surface for three different Hartmann numbers. The same vector scale is applied in each case for comparison.

도 14(a)에 도시된 바와 같이, Ha 수가 0.45인 경우에는 다른 경우에 비해서 매우 작은 로렌츠 힘이 생성되고, 벡터를 현재 스케일로는 분별할 수 없다.As shown in Fig. 14A, when the Ha number is 0.45, very small Lorentz forces are generated as compared with the other cases, and the vector cannot be discerned at the current scale.

도 14(b)에 도시된 바와 같이, Ha 수가 4.5인 경우에는 초기 용기부의 회전 방향과 반대되게, 로렌츠 힘이 시계 방향으로 작용하는 것을 알 수 있다. 도시된 전류 밀도로부터, 로렌츠 힘이 대략 12τ0에서 최대화된다.As shown in FIG. 14B, when the Ha number is 4.5, it can be seen that the Lorentz force acts in the clockwise direction opposite to the direction of rotation of the initial container portion. From the current density shown, the Lorentz force is maximized at approximately 12τ 0 .

도 14(c)에 도시된 바와 같이, Ha 수가 45인 경우에는 배수 초반 동안에 시계 방향으로 매우 큰 전자기력이 작용한다. 이러한 효과에 의해서, 용기부 내 회전하는 유동이 매우 급격하게 감속되고, 용기부 내 액체의 선회 모션(swirl motion)이 거의 사라진다. 따라서, 자기장과 속도 사이의 벡터곱에 의해서 생성된 전류가 거의 유도되지 않고, 배수 초반 동안 큰 로렌츠 힘이 작용한 후에 로렌츠 힘은 거의 나타나지 않는다.As shown in Fig. 14 (c), in the case where the Ha number is 45, a very large electromagnetic force acts in the clockwise direction during the early stage of drainage. By this effect, the rotating flow in the container portion is decelerated very rapidly, and the swirl motion of the liquid in the container portion almost disappears. Thus, the current produced by the vector product between the magnetic field and the velocity is hardly induced, and the Lorentz force hardly appears after the large Lorentz force is applied during the early multiples.

도 15는 Hartmann 수에 따른 평균 무차원 로렌츠 힘의 시간 변화를 도시한다.FIG. 15 shows the time change of the mean dimensionless Lorentz force with the Hartmann number.

도 15를 참조하여, 다른 Hartmann 수에 대하여 바닥으로부터 멀리 위치된 평면 2R에서 평균 무차원 로렌츠 힘이 배수 시간에 따라서 모니터링되었다. Referring to FIG. 15, the average dimensionless Lorentz force in plane 2R, located away from the floor, for different Hartmann numbers was monitored according to drainage time.

Ha 수가 0.45 및 4.5인 경우에는 로렌츠 힘은 배수 기간의 대부분에 걸쳐서 거의 일정하게 유지된다.When the Ha numbers are 0.45 and 4.5, the Lorentz force remains almost constant over most of the draining period.

반면, Ha 수가 45인 경우에는 배수 초반 동안 큰 로렌츠 힘이 작용하고, 7τ0까지 지속적으로 감소하고, 20τ0까지 일정한 수준에 이른다. Ha 수가 45인 경우에 7τ0 및 20τ0 사이의 로렌츠 힘은 Ha 수가 4.5인 경우보다 낮은 크기로 된다. Ha 수가 10배로 증가할 때, 배수 시에 로렌츠 힘은 100배로 증가한다. 이는 로렌츠 힘이 자기장에 의해 유도된 전류 밀도 및 도입된 자기장 강도의 곱에 의해서 결정되고, 유도 전류의 크기가 외부에서 도입된 자기장 세기에 비례하기 때문이다.On the other hand, if the number 45 has a great Ha Lorentz force for early action and drainage, 7τ 0 continuously reduced to, and reach a certain level to 20τ 0. The Lorentz force between 7τ 0 and 20τ 0 when the Ha number is 45 is lower than that when the Ha number is 4.5. When the number of Ha increases tenfold, the Lorentz force increases by one hundredfold when drained. This is because Lorentz force is determined by the product of the current density induced by the magnetic field and the magnetic field strength introduced, and the magnitude of the induced current is proportional to the magnetic field strength introduced from the outside.

도 16(a) 내지 (f)는 Hartmann 수에 따른 축방향 속도 프로파일 및 선회 속도 프로파일을 도시한다.16 (a)-(f) show the axial speed profile and the swing speed profile according to the Hartmann number.

도 16(a) 내지 (f)를 참조하여, 바닥으로부터 멀리 위치된 평면 2R 상에서 축방향 및 선회 속도 프로파일이 다른 Ha 수에 따라서 플롯될 수 있다.Referring to Figures 16 (a)-(f), the axial and pivot speed profiles on a plane 2R located away from the floor can be plotted according to different Ha numbers.

Ha 수가 0인 경우와 비교해서, Ha 수가 0.45인 경우, 로렌츠 힘이 약하게 작용하고 상당한 차이를 보이지 않는다.When the Ha number is 0.45 as compared with the Ha number 0, the Lorentz force is weak and does not show a significant difference.

그러나, Ha 수가 4.5인 경우 로렌츠 힘에 의해서 중심부 근처에서 약간 감소된 선회 속도가 발견된다.However, with a Ha number of 4.5, a slightly reduced turning speed is found near the center by the Lorentz force.

매우 큰 로렌츠 힘이 작용하는 Ha 수가 45인 경우에는 선회 속도 프로파일이 완전히 사라진다. 중심부에서 이러한 선회 모멘텀의 사라짐에 의해서, 테일러 보텍스 구조가 용기부 내에서 발생되지 않고, 축방향 속도가 변동되지 않게 된다.The rotational velocity profile disappears completely at a Ha number of 45 at which a very large Lorentz force is applied. By the disappearance of this turning momentum at the center, no Taylor Vortex structure is generated in the container portion and the axial velocity is not varied.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although embodiments have been described with reference to the accompanying drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described structure, apparatus, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or may be combined with other components or equivalents. Appropriate results can be achieved even if they are replaced or substituted.

10: 전도성 액체의 배수 시스템
100: 용기부
102: 배수 포트
200: 보텍스 코어 억제부
10: drainage system of conductive liquid
100: container
102: drain port
200: vortex core restraint

Claims (8)

전도성 액체를 배수하는 배수 포트를 구비하는 용기부; 및
상기 용기부의 외측에 배치되고, 상기 전도성 액체의 배수 중에 상기 배수 포트를 통한 상기 전도성 액체의 배출에 따른 보텍스 코어를 억제하는 보텍스 코어 억제부;
를 포함하고,
상기 보텍스 코어 억제부는
상기 전도성 액체의 배수 방향을 따라 상기 용기부를 기준으로 상부에 배치되는 제1 자기장 발생 요소; 및
상기 전도성 액체의 배수 방향을 따라 상기 용기부를 기준으로 하부에 배치되는 제2 자기장 발생 요소를 포함하고,
상기 보텍스 코어 억제부는 상기 전도성 액체에 대해 자기장을 인가하는 방향을 다르게 선택 또는 조절하도록 구성되고,
상기 제1 자기장 발생 요소 및 상기 제2 자기장 발생 요소는, 상기 전도성 액체의 배수 방향에 반대되는 방향으로 상기 전도성 액체에 자기장을 인가하고, 이에 따라 상기 자기장이 상기 전도성 액체의 보텍스 유동과의 상호 작용을 통해 유도 전류를 발생시키고, 발생된 유도 전류 및 상기 자기장의 상호 작용을 통해 전자기력 또는 로렌츠 힘이 생성되고, 상기 전자기력 또는 로렌츠 힘이 상기 보텍스 유동에 반대되는 방향으로 작용함으로써 상기 전도성 액체 내 3차원적인 테일러 보텍스 구조가 해체되는 전도성 액체의 배수 시스템.
A container portion having a drain port for draining the conductive liquid; And
A vortex core suppression unit disposed outside the container unit and configured to suppress a vortex core according to the discharge of the conductive liquid through the drain port during the drainage of the conductive liquid;
Including,
The vortex core suppressor
A first magnetic field generating element disposed above the container portion along a draining direction of the conductive liquid; And
A second magnetic field generating element disposed below the container portion along a draining direction of the conductive liquid,
The vortex core suppressor is configured to differently select or adjust the direction of applying a magnetic field to the conductive liquid,
The first magnetic field generating element and the second magnetic field generating element apply a magnetic field to the conductive liquid in a direction opposite to the drainage direction of the conductive liquid, whereby the magnetic field interacts with the vortex flow of the conductive liquid. Generates an induced current through the interaction between the induced induced current and the magnetic field to generate an electromagnetic force or Lorentz force, and the electromagnetic or Lorentz force acts in a direction opposite to the vortex flow Drainage system for conductive liquids where conventional Taylor Vortex structure is dismantled.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 자기장 발생 요소 및 상기 제2 자기장 발생 요소는 영구 자석 또는 전자석을 포함하는 전도성 액체의 배수 시스템.
The method of claim 1,
Wherein said first magnetic field generating element and said second magnetic field generating element comprise a permanent magnet or an electromagnet.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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