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

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08680523
• 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 / 金属管

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。本年度行った研究は陽子線を用いて金属細管内の沸騰及び凝縮時の可視化を高速ビデオカメラを用いて研究をした。最大速度は4000コマ/秒撮影が可能であり、荷電粒子ラジオグラフィ法は沸騰二相流の研究に非常に役立つ事が解った。