2006 Fiscal Year Annual Research Report
極低温マイクロスラッシュ二相流を用いた超伝導冷却システムの開発
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17686015
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石本 淳 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (10282005)
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| Keywords | 混相流 / スラッシュ / 極低温 / 固液二相流 / 微粒化 / 超伝導 / 管内流 / 冷却 |
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| Research Abstract |
加圧過冷却液体窒素流と極低温ヘリウムガスの高速流の衝突により固体窒素の生成とマイクロ微粒化を可能にするマイクロスラッシュ二流体エジェクターノズルを新たに開発した.続いてこの新型二流体ノズルを用いたマイクロスラッシュ生成システムを構成し,基本性能に関するPIV可視化画像計測を行い極低温二相微粒化流動特性に関する検討を行うとともにCFD計算結果との比較検討を行った.その結果,以下の知見を得た.
1.マイクロスラッシュ噴霧流に関するPIV計測を行うことにより,マイクロスラッシュはノズル出口から数mm程度の区間で非常に粒子数密度の高い領域をもって形成され,スラッシュ噴霧角は非常に小さくスラッシュ相流速-周囲気相流速スリップ比はかなり大きい値を有することを明らかにした.
2.極低温ヘリウムガスの流量を増大させると,微粒化が促進され小粒径マイクロスラッシュの生成頻度が増大するが,粒子数密度は減少することを明らかにした.さらにマイクロスラッシュ粒子微粒化に際しては,過冷却液体窒素と寒剤である極低温ヘリウムガスの供給流量に最適値が存在する可能性があることを明らかにした.
3.CFD解析により,可視化実験によっては流動現象の把握が不可能であるノズル内領域における微粒化メカニズムが明らかにするとともに,マイクロスラッシュの生成領域に関しPIV計測結果との良好な一致を確認し,ノズル最適設計に対するCFD利用の有効性を示した.
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Research Products
(7 results)
