2004 Fiscal Year Annual Research Report
伝熱管内液膜流動機構の高精度予測モデルの開発に関する研究
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16760653
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
波津久 達也 東京海洋大学, 海洋工学部, 助教授 (60334554)
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| Keywords | 気液二相流 / 環状流 / 液膜 / 界面輸送 / 界面積濃度 / 界面波 / 液膜厚さ / レーザーフォーカス変位計 |
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| Research Abstract |
本研究は、舶用プラント配管内の未発達域から完全発達域に渡る界面波の時空間的変動特性および液滴飛散・付着挙動を実験的に捉え、流動メカニズムの解明に資する精度の高いデータベースを構築するとともに、液膜の発達と液滴発生の相互作用を考慮に入れた機構論的モデリングを行うものである。
平成16年度は実験装置の作成、計測機器の準備を行うとともに、他実験との整合性の確認と試験パラメータを整理するため、主として液膜厚さ計測手法の確立および環状流液膜厚さの流動発達特性に関するデータを収集した。
以下に平成16年度で得られた研究成果の概要を示す。
・レーザーフォーカス変位計(LFD)を用いて垂直円管内上昇環状流の液膜厚さの測定を試みた。二次元液膜波を高速度ビデオカメラとLEDにより同時計測した結果、時空間的に急変を伴う実際の液膜に対しても、LFDでは従来の測定手法では測定できなかった界面の微小な波動や0.1mm以下となる極薄い液膜厚さを精度良く測定できることが確認された。
・垂直管上昇環状流の管軸方向全域に渡る界面波の時空間的変動特性をLFDにより測定し、特に、液膜破断に密接に関与する局所液膜厚さの挙動および擾乱波特性を助走距離に対し精査した。擾乱波の通過頻度は増減を繰り返しながら助走距離の増加に従って減少することを明らかにした。固有の圧力の変化が軸方向各部に存在して液膜厚さの変動が生じている可能性があることを圧力伝播特性の解析結果から示した。最小液膜厚さはほぼ乱流遷移層の厚さに相当し、乱流遷移層内を通過する界面波最下点頻度は、乱流遷移層厚さの変化に応じて一定の値を示す傾向にあった。また、これらの結果を踏まえて、最小液膜厚さを予測する実験相関式を得た。
平成17年度は、さらに環状流の液滴挙動に関するデータを整理すると共に、環状流の流動発達特性、特に界面輸送に関わるモデリングを実施する予定である。
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Research Products
(3 results)
