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2012 Fiscal Year Annual Research Report

強制対流サブクール沸騰限界熱流束発生機構の研究

Research Project

Project/Area Number 22560196
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

畑 幸一  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (60115912)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords強制対流 / 限界熱流束 / 円管 / サブクール水 / 限界熱流束発生機構 / サブクール水 / 流量急減 / 限界熱流束表示式
Research Abstract

1.強制対流下円管発熱体における限界熱流束に及ぼす沸騰開始過熱度の実験
内径6 mm、長さ59.5 mmで表面状態が粗面の薄肉円管発熱体を用い、入口圧力785.0~966.9 kPa、入口サブクール度141.4~156.3 K(入口液温19.7~36.1 ℃)、流速4.0~30.7 m/sの範囲で、発熱率を準定常的にゆっくり連続的に上昇させて沸騰開始過熱度及び定常限界熱流束を求めた。3分割した発熱体軸方向の局所熱流束、表面温度を詳細に計測し、局所沸騰熱伝達率も計測した。沸騰開始過熱度、過渡沸騰熱伝達及び過渡限界熱流束に及ぼす発熱率上昇周期、流速の影響を明確にし、限界熱流束発生機構について議論した。
2.円管内サブクール水流量急減に伴う強制対流過渡沸騰熱伝達実験
内径6 mm、長さ59.5 mmで表面状態が粗面の薄肉円管発熱体を用い、入口圧力717.6~1448.7 kPa、入口サブクール度134.0~164.9 K(入口液温=33.0 ℃)、流速4.0~30.7 m/sの範囲で、先ず、流速4 m/sで発熱率を準定常的にゆっくり連続的に上昇させて沸騰開始過熱度及び定常限界熱流束を求めた。強制対流下初期流速6.9, 9.9, 13.3 m/sの円管発熱体に実験計測した流速4 m/sの定常限界熱流束の発熱率を与え、流量制御用パソコンからの出力信号で初期流速を緩やかなランプ関数状から急速なステップ関数状まで種々に発熱体入口流速を減少させ、過渡沸騰熱伝達及び過渡限界熱流束の実験を行い、流速一定の強制対流下で熱入力波形を上昇させて求めた過渡沸騰熱伝達及び過渡限界熱流束の実験結果と比較検討し、過渡沸騰熱伝達及び過渡限界熱流束に及ぼす初期流速及び流速減少速度の影響を明らかにした。
3.円管内サブクール水流量急減に伴う強制対流過渡限界熱流束を予測する一般的限界熱流束表示式の導出

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Heat Transfer and Critical Heat Flux of Subcooled Water Flow Boiling in a Horizontal Circular Tube2013

    • Author(s)
      K. Hata, Y. Shirai and S. Masuzaki
    • Journal Title

      Experimental Thermal and Fluid Science

      Volume: 44 Pages: 844-857

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2012.10.001

  • [Journal Article] Computational Study of Twisted-Tape-Induced Swirl Flow Heat Transfer and Pressure Drop in Vertical Circular Tubes with Various Twisted-Tape Inserts2013

    • Author(s)
      K. Hata, K. Fukuda, S. Masuzaki and A. Hamura
    • Journal Title

      Proceedings of the 15th International Topical Meeting on Nuclear Thermal-Hydraulics (NURETH-15)

      Volume: 1 Pages: 1-14

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transient Critical Heat Fluxes of Subcooled Water Flow Boiling in a SUS304-Circular Tube with Various Twisted-Tape Inserts (Influence of Twist Ratio)2013

    • Author(s)
      K. Hata, Y. Shirai and S. Masuzaki
    • Journal Title

      Proceedings of the 21st International Conference on Nuclear Engineering

      Volume: 1 Pages: 1-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transient Critical Heat Fluxes of Subcooled Water Flow Boiling in a Short SUS304-Tube with Twisted-Tape Insert2013

    • Author(s)
      K. Hata, Y. Shirai and S. Masuzaki
    • Journal Title

      Journal of Power and Energy Systems

      Volume: 7 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1299

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Computational Study of Turbulent Heat Transfer for Heating of Water in a Short Vertical Tube under Velocities Controlled2012

    • Author(s)
      K. Hata, Y. Shirai, S. Masuzaki and A. Hamura
    • Journal Title

      Nuclear Engineering and Design

      Volume: 249 Pages: 304-317

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1016/j.nucengdes.2012.04.003

  • [Journal Article] Transient Critical Heat Fluxes of Subcooled Water Flow Boiling in a Short SUS304-Tube with Twisted-Tape Insert2012

    • Author(s)
      K. Hata, Y. Shirai and S. Masuzaki
    • Journal Title

      Proceedings of the 20th International Conference on Nuclear Engineering & ASME 2012 Power Conference ICONE20POWER2012

      Volume: 1 Pages: 1-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Computational Study of Twisted-Tape-Induced Swirl Flow Heat Transfer and Pressure Drop in a Vertical Circular Tube under Velocities Controlled2012

    • Author(s)
      K. Hata, Y. Shirai, S. Masuzaki and A. Hamura
    • Journal Title

      Proceedings of the 9th International Topical Meeting on Nuclear Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-9)

      Volume: 1 Pages: 1-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Computational Study of Turbulent Heat Transfer for Heating of Water in a Vertical Circular Tube –Influence of Tube Inner Diameter on Thickness of Conductive Sub-layer–2012

    • Author(s)
      K. Hata, Y. Shirai, S. Masuzaki and A. Hamura
    • Journal Title

      Journal of Power and Energy Systems

      Volume: 6, No. 3 Pages: 446-461

    • DOI

      10.1299

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 垂直円管内水の乱流熱伝達の数値解析 (その5.伝導底層に及ぼす入口液温の影響)2013

    • Author(s)
      畑 幸一、白井康之、増崎 貴、羽邑光道
    • Organizer
      日本原子力学会2013年「春の年会」予稿集
    • Place of Presentation
      近畿大学 東大阪キャンパス
    • Year and Date
      20130326-20130328
  • [Presentation] 短い垂直円管内水の乱流熱伝達の数値解析その4.温度境界層に及ぼす加熱長さの影響2012

    • Author(s)
      畑 幸一、白井康之、増崎 貴、羽邑光道
    • Organizer
      日本原子力学会2012年「秋の大会」予稿集
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 短い垂直円管内水の過渡乱流熱伝達2012

    • Author(s)
      畑 幸一、甲斐尚人、白井康之、増崎 貴
    • Organizer
      第49回日本伝熱シンポジウム講演論文集
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      20120530-0601

URL: 

Published: 2014-07-24  

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