陽子線ラジオグラヒィ法による金属細管内の沸騰及び凝縮現象の可視化

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680488
• 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, 教務技官 ; 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: 陽子線ラジオグラフィ / 可視化 / 金属細管 / 沸騰二相流 / ヒートパイプ / 凝縮

Research Abstract

陽子は荷電粒子であるために磁場および電場で粒子を収束する事が可能なために高粒子束密度が得られる.そのために陽子線を可視化に応用した時,高速現象を実時間でしかも微細像の撮影が可能である.この特徴を活かして,最近,核融合炉および高中性子束研究炉の除熱において限界熱流束向上のために金属細管内沸騰二相流の研究が行われている.また電子機器および自動車用をはじめとする冷却機器では軽量化および高性能化のために微小流路を有する金属細管内の沸騰気泡および凝縮気泡の研究が行われている.これらの研究に陽子線ラジオグラフィを応用した.可視化は高速ビデオカメラ(最高毎秒4000コマ)を使った,金属細管内沸騰二相流の研究では細管内径0.94,1.54および1.94mm発熱長30および60mmで水を用い,大気圧下の上向き流れで研究をした.得られた結果は限界熱流束近傍までの沸騰気泡像で,これらから細管内強制流動沸騰二相流の流動様式を作成した.さらに微小流路を有する金属細管内の沸騰気泡および凝縮気泡の研究を行うために流路が蛇行しているヒートパイプ内の可視化を行った.微小流路径は 0.12×0.25mm^2および0.6×0.7mm^2の2種類で流体はフロンを用いた.得られた結果はヒートパイプの性能向上に必要な発熱姿勢をボトム,トップおよび水平にしたときの沸騰気泡の挙動および微小流路0.6×0.7mm^2のヒートパイプでは凝縮時の気泡像を得た.