1996 Fiscal Year Annual Research Report
液体金属ナトリウム中の水平バンドル発熱体における自然対流熱伝達
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07680529
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
畑 幸一 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助手 (60115912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 右人 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助手 (90179606)
塩津 正博 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20027139)
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| Keywords | 液体金属ナトリウム / 自然対流熱伝達 / 水平円柱バンドル発熱体 / 層流自然対流理論モデル / 自然対流熱伝達表示式 / 4角配列形状 / 千鳥配列形状 / 等密度配列形状 |
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| Research Abstract |
液体金属ナトリウム中のHx×Ny(Nx=発熱体列数,Ny=発熱体段数)水平円柱バンドル発熱体の自然対流熱伝達を解明するために4角配列及び2種類の千鳥配列IとIIにおいて、Sx/D(x軸上での発熱体ピッチと発熱体直径の比)=1.6〜2.5、Sy/D(y軸上での発熱体ピッチと発熱体直径の比)=1.6〜2.5の範囲で熱流束q=1×10^4、2×10^4、7×10^4、2×10^5、7×10^5、1×10^6、2×10^6、7×10^6、W/m^2の点の等熱流束条件で、層流自然対流理論モデルを用いて理論解析を行った。
バンドル発熱体のヌッセルト数分布は、y軸に対して左右対称となる。各発熱体列のヌッセルト数の値は、発熱体段数が大きくなるほど小さくなる。中心列最下段発熱体のヌッセルト数が最大で、中心列最上段発熱体のものが最小となる。両端列発熱体のヌッセルト数は、最下段を除けば同じ段の他の列発熱体の値よりも高くなる。
バンドル発熱体の平均ヌッセルト数は、レーリー数の関数R_f(=Gr^*Pr^2/(4+9Pr^<1/2>+10Pr))が小さくなれば減少し、同一R_fにおいてはSx/D又はSy/Dの値が大きくなれば高くなる。
Sx/D及びSy/Dの値が同じ場合、バンドル発熱体の平均ヌッセルト数は、発熱体配列形状に関係せず一定である。
Sx/D×Sy/D=4の条件で、平均ヌッセルト数の高い等密度形状をSx/D=1.6〜2.5の範囲で調べた。平均ヌッセルト数は、Sx/Dが大きくなれば高くなる。水平円柱バンドル発熱体においてSx/D×Sy/D=一定の条件であれば、Sx/Syの値が大きい等密度形状で熱伝達率が高くなることが考えられる。
4角配列及び千鳥配列におけるSx/D、Sy/Dの影響を含む水平円柱バンドル発熱体の一般的自然対流熱伝達表示式を理論解析結果を基として求めた。この表示式は4角配列及び千鳥配列IとIIに対する5×5、5(6)×5、7×7、9×9水平円柱バンドル発熱体において、Sx/D=1.6〜2.5、Sy/D=1.6〜2.5の範囲の理論解析結果の平均ヌッセルト数を10%以内の誤差で表示する。
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[Publications] K.Hata,M.Shiotsu,Y.Takeuchi,K.Hama and A.Sakurai: "Natural Convection Heat Transfer from Horizontal Rod Bundles in Liquid Sodium" Proceedings of the 8th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics. (1997)
