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高流束条件での強制対流膜沸騰の非定常伝熱流動特性に関する研究

Research Project

Project/Area Number 18760150
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

吉田 憲司  Osaka University, 大学院・工学研究科, 特任准教授 (50314365)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords膜沸騰熱 / 強制対流伝熱 / 溶融金属 / 遷移沸騰 / 膜沸騰伝熱
Research Abstract

比較的融点が低く化学的にも安定で反応性の低い溶融鉛を溶融金属として用い,鉛を融解した容器内部に伝熱管を浸漬させ,管内に水を流動させることにより,流束の大きな強制対流膜沸騰熱伝達について,伝熱管内の水の流束,圧力,サブクール度などを様々に変化させた場合の系統的な実験ならびに伝熱管の幾何学的形状,具体的には曲管部曲率を変化させた実験について実験を行った.以下に得られた結果を示す.
遷移沸騰が生じていると考えられる測定条件において,通水温度が飽和温度に近く高クオリティーで質量流束が低質量流束と高質量流束の条件におけるテストセクションの時系列温度変化を比較すると,わずかに高質量流束における冷却効果のほうが高かったがほとんど差はなく,高クオリティー条件での冷却効果は質量流束にほとんど依存しない.一方,通水温度が飽和温度よりかなり低い高サブクール条件では,高質量流束における冷却効果のほうが高くなる.しかし,テストセクションの円管内で遷移沸騰が生じていると仮定すると,円管内表面が蒸気膜で覆われると考えられ,最初の成果のように冷却効果は質量流束に依存しないはずであるが,低クオリティー条件では冷却効果は質量流束に依存していることから,蒸気膜以外に生じた液滴が円管内壁面に衝突し,冷却効果を高めたことが予想される.また管曲率を与えた場合,テストセクションで遠心力が働く方向の円管内表面でのヌッセルト数は,直管型テストセクションの下流側で重力が働く方向の円管内表面でのヌッセルト数より約2倍大きくなり伝熱促進効果が得られた.またこれらの実験データを用い手高流束条件下で適用可能な沸騰伝熱構成方程式の提案を行った.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Heat Transfer Characteristics of Forced Convective Film Boiling in a Straight and Curved Tube2007

    • Author(s)
      Obara.S., Yoshida.K., Matsumoto, T. Kataoka, I.
    • Journal Title

      Proceedings of 6th International Conference on Multiphase Flow (ICMF2007)

      Pages: 308-308

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental Studies on Heat Transfer Characteristics on Forced Convective Film Boiling in a Round Tube during Quenching Process2006

    • Author(s)
      Shintaro OBARA, Kenji YOSHIDA, Isao KATAOKA
    • Journal Title

      Proceedings of NTHAS5 (5^<th> Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety)

      Pages: 219-225

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 円管内における強制対流下での膜沸騰熱伝達に関する研究2006

    • Author(s)
      小原, 吉田, 松本, 片岡
    • Journal Title

      日本混相流学会年会講演会2006講演論文集

      Pages: 116-117

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 円管内における強制対流下での膜沸騰熱伝達に関する研究2006

    • Author(s)
      小原, 吉田, 松本, 片岡
    • Journal Title

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 Vol.3

      Pages: 5-6

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 冷却過程における,溶融鉛に浸漬された直管および曲管内の強制対流膜沸騰熱伝達特性に関する研究2007

    • Author(s)
      小原, 吉田, 松本, 片岡
    • Organizer
      日本原子力学会「2007年秋の大会」
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2007-09-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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