| 研究概要 |
スチームアキュミュレータ内で起こるフラッシュ蒸発には,液が過熱状態にありながら蒸発が終了する非平衡現象が伴い,蒸発性能が十分発揮されていない。非平衡現象は,液中から蒸気が発生するのに必要な臨海気泡径以上の径をもつ気泡核の生成が,気泡表面に働く表面張力により抑制されることによる。本研究は,臨海気泡径以上の径をもつ気泡核を人工的に供給するという独創的手法を用いて,スチームアキュミュレータの蒸発性能の向上を図り,即応性のある実践的な知見を与えるとともに,蒸発性能の後方の機構を解明することを目的としている。
本年度は,スチームアキュミュレータの一区分を模擬した大型容器内の液を,所定温度に加熱した後に,電解による気泡核を供給して容器内を急減圧し,フラッシュ蒸発させた場合の蒸発現象を観察し,気泡核を供給しない場合の蒸発現象との比較を行った。その結果,人工的な気泡核の供給により,容器内の蒸発の継続時間が長くなること,特に容器内の液が低液温度,高液位,小過熱度の場合に顕著であることが判明した。また,蒸気質量速度がある値に低下した時点での実質蒸発効率を,無次元過熱域深さおよび電解気体質量速度から予測する半経験式を導出した。
これらの結果から,気泡核の人工的に供給することにより,非平衡現象が低減し,蒸発性能が向上することが明らかとなった。また,その際に発生する蒸気質量速度を,蒸発効率を表す半経験式から予測する事が可能となった。このことは,実際にスチームアキュミュレータの最適設計および最適操作条件を決定する有力な知見を与えたことになる。
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