衝突噴流による真空容器内の高温加熱面の非定常沸騰冷却と圧力回復

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650249
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 門出 政則 佐賀大学, 理工学部, 教授 (80109222)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 光武 雄一 佐賀大学, 理工学部, 助手 (20253586) ; HASAN Mohamm 佐賀大学, 理工学部, 助教授 (40274576)
• Keywords: 非定常沸騰 / 高温冷却 / 衝突噴流 / 圧力回復

Research Abstract

低圧容器内におかれた高温加熱体が衝突噴流によって冷却されるときの熱伝導特性と容器内の圧力上昇に関する実験を、試験流体水、初期圧力 500-1000Pa、噴流速度 1-10m/s、噴流直径 1-3mm、噴流温度 10-90℃、加熱面材質銅および黄銅、加熱面直径 90mmの実験範囲にわたって行い、冷却中の容器内圧力及び熱伝達について以下の結果を得た。
1.圧力上昇と熱伝達の特性は、次の3つの領域に分割される。
領域A:過熱液噴流からのフラッシュ蒸発が支配的で、熱伝達は噴流よどみ点近傍のみで、核沸騰が起こる領域
領域B:冷却面上の核沸騰域が半径方向に拡大し、加熱体からの熱伝達量の増大につれて圧力が上昇する領域
領域C:冷却面全体が放射状液膜流で覆われ、強制対流熱伝達に支配され、圧力が一定に保たれる領域
2.圧力上昇から熱伝達量を推定するモデルを提案し、そのモデルから推定された熱伝達量が熱平衡状態に近い条件、即ち噴流温度が終端系圧の飽和温度に近いとき、実際に伝わった熱量とほぼ一致することを示した。
3.加熱体内の温度変化から熱流束を近似する式を提案した。
4.1次元熱伝導の逆問題に対する解法を提案した。その方法により2次元逆問題の解を陽に与える式を開発中である。

Research Products

• [Publications] Monde,et al.: "Inverse Heat Transfer Problems for Predicting Heat Transfer during Ingress-of-Codant Accident." Proc.of 17th IEEE/NPSS Symposium on Fusion Engineering. (予定). (1997)
• [Publications] 門出・Hasan・光武・岩本: "低圧容器内の高温面の衝突噴流冷却中の圧力上昇と熱伝達" 熱工学講演会講演論文集. No.97-25. 48-50 (1997)
• [Publications] 門出・光武・Hasan・志岐: "ラプラス変換を用いた熱伝導逆問題の解析的解法" 熱工学講演会講演論文集. No.97-25. 177-179 (1997)