| 研究課題/領域番号 |
17K06217
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
劉 維 九州大学, 工学研究院, 准教授 (70446417)
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| 研究分担者 |
小泉 安郎 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 嘱託 (20215156)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 限界熱流束 / 伝熱面配置角度 / 強制流動 / 正味蒸気発生点 / 気泡離脱直径 / 限界熱流束予測 / IVR / 発生機構 / メカニズム / 液膜底層 / 強制流動サブクール沸騰 / 壁近傍気液構造 / 壁近傍観察 |
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| 研究成果の概要 |
強制流動沸騰気泡挙動を観察できる試験ループ及び試験装置を製作した。試験装置の流路は断面8×8 mmの正方形である。その一面は銅の加熱面で、残りの三面はガラス製で流路内の様子が観察できる。また、伝熱面が下向き水平から垂直まで配置角度が調整可能な構造である。高速度カメラを用いてCHF現象の起点である正味蒸気発生点における気泡離脱挙動データを取得した上、管壁に停留する気泡に作用する力の詳細分析に基づいて伝熱面配置角度の効果を取り入れた気泡離脱直径モデルを提案した。提案した気泡離脱モデルをCHFモデルに組み込み、伝熱面配置角度が変化する強制流動サブクール沸騰CHFを精度よく予測できることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
限界熱流束は水冷却原子炉を含む伝熱機器の除熱限界を定めるため、限界熱流束の発生メカニズムの解明及び限界熱流束の向上は伝熱機器出力の向上に直接つなぐ。エネルギー利用の観点からインパクトが大きい。また、本研究は伝熱面配置の角度の正味蒸気発生点への影響を明らかにするとともに、新たに伝熱面角度の効果をCHFモデルに取り入れた。これにより、伝熱面配置角度が変化する条件におけるCHFに対して機構論的な予測手法を開発し、シビアアクシデント時原子炉IVRの成立性の定量評価に貢献した。
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