2013 Fiscal Year Research-status Report
超高温ガス炉の工学的安全性に関わる捻り伝熱面の伝熱促進及び炉内熱流動特性の解明
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24560231
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
劉 秋生 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (80294263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 勝哉 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (10127417)
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| Keywords | 非定常熱伝達 / ヘリウムガス / 伝熱促進 / 高温ガス炉 |
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| Research Abstract |
捻り（ねじり）発熱体の強制対流伝熱促進を解明するため、広範囲の実験条件下でヘリウムガス中における捻り発熱体の強制対流熱伝達実験を行い、発熱体表面熱流束、過熱度、熱伝達係数を測定し、データを収集した。発熱体の捻りのピッチの長さの影響を調べた。実験データに基づき、捻り発熱体のピッチが20 mm、25 mm, 30 mmに増加した場合、平板発熱体を用いた熱伝達係数よりそれぞれ15%,6%,4%増加し、ピッチが短いほど伝熱促進効果が高いことが解った。種々ピッチの捻り発熱体の実験データに基づき、捻り率とスワール速度といったパラメータを用い熱伝達係数の実験式を求めた。また、ピッチの数の影響を調べるため、流れ方向におけるピッチ数の違う発熱体のデータも収集した。捻り発熱体の局所熱伝達係数を測定することで、流れ方向における局所熱伝達特性を調べることができた。実験と平行して、平板及び捻り発熱体を用いた強制対流熱伝達過程の数値解析も進めた。解析範囲は実験と同じ条件で標準乱流モデルを用いた。解析結果として、発熱体表面の熱流束、表面温度及び熱伝達係数の時間的な変化を求めた。さらに、発熱体の形状による熱伝達促進を解明するため、発熱体表面における温度分布及び速度分布の解析結果を求め、平板発熱体の端部におけるエッジ効果（edge effect）を解明した。今後広い範囲での解析データを収集し捻り発熱体における熱伝達促進のメカニズムを明らかにする予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験データの収集及び数値解析がおおむね順調に進めている。それらの研究成果をまとめて、雑誌論文及び国際学会の講演論文での発表が計9編行った。また、4編の論文が採択され、平成２６年に掲載される予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、平成２５年度の研究内容に続き実験データの収集と数値解析を行い、ねじり発熱体の伝熱促進のメカニズムを解明する。さらに、今までの研究成果を踏まえ炉心の熱流動解析を行う予定である。
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