高エネルギー荷電粒子ラジオグラフィ法を応用した気液二相流の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08680523
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高橋 修 京都大学, 工学研究科, 助手 (40127098)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 益近 京都大学, 工学研究科, 教務職員 ; 河原 全作 京都大学, 工学研究科, 助手 (10201451) ; 芹澤 昭示 京都大学, 工学研究科, 教授 (10027146)
• Keywords: 可視化 / 沸騰 / 二相流 / 荷電粒子ラジオグラフィ / 陽子線ラジオグラフィ

Research Abstract

荷電粒子ラジオグラフィは特に粒子束密度を大に出来るために高速現象を実時間で微細像を撮影出来る特徴を持っている。この特徴を活かして、次の二つへの応用を目的とする。(a)金属流路内の沸騰二相流,(b)流体自身が可視光に不透明な磁性流体および液体金属二相流中の気泡挙動を実時間で可視化し、画像処理法により、その基礎的パラメータを定量的に測定し、二相流の熱流動現象のモデル化に役立てる。金属細管内沸騰二相流は高熱負荷条件下が予想される核融合炉機器、高中性子束研究炉や高集積半導体素子の除熱の一方法として有望視されているがこれまで気泡挙動について充分な知見が得られていないために流動様式や限界熱流束のモデル化が行われていない。また磁性流体および液体金属二相流の気泡挙動はエネルギの有効利用および高速炉の安全性にとって重要テーマであるが、これについても知見が得られていないのが現状であり、この観点からも研究の意義がある。本年度行った主な研究は金属細管流路内の沸騰二相流と荷電粒子による蛍光特性について行った。金属細管としてアルミ製平板型蛇行細管ヒートパイプを用いた。この流路断面は0.6×0.7mm^2矩形で、研究はヒートパイプの加熱と冷却の姿勢を色々変えて、重力による影響を高速ビデオカメラ(シャッター速度1/4000秒、最高2100コマ/秒)を用いて陽子線で可視化を行い調べた。蛍光特性は蛍光材の発光強度を陽子線とアルファ線を用いて調べた。