| 研究課題/領域番号 |
08458124
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
芹澤 昭示 京都大学, 工学研究科, 教授 (10027146)
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| 研究分担者 |
三島 嘉一郎 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (60027472)
河原 全作 京都大学, 工学研究科, 助手 (10201451)
高橋 修 京都大学, 工学研究科, 助手 (40127098)
片岡 勲 京都大学, 工学研究科, 助教授 (80093219)
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| キーワード | 強制対流 / サブク-ル沸騰 / 気泡層 / 混相流体力学的構造 / 熱伝達 / CHF |
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| 研究概要 |
(1)強制対流サブク-ル沸騰実験装置の作成について
当初の仕様を若干変更し、サブク-ル沸騰気泡層構造の圧力依存性を系統的に観測すると共に、高サブク-ル度を実現する目的から、大気圧より5気圧程度までの範囲で蒸気加圧できるよう加圧器を備えた実験ループを建設した。テスト部は二重管流路とし、内管をジュール加熱させる。作動流体は蒸気-水とし、最大熱流束は約2MW/m^2、最大見掛け流速は6m/sである。
(2)強制対流下での気泡挙動の可視観察について
沸騰により伝熱面近傍に形成される気泡層内の気泡は伝熱面である固体壁と干渉し、気泡層の二相流構造に影響する。この素過程を実験的に調べるため、流水中に置かれた円柱管群に衝突する空気泡の挙動を本補助金で購入した高速ビデオを用いて観察した。その結果、固体壁への衝突に際して、気泡は弾性体的挙動と必要弾性挙動を同時に示すことを見出した。また、乱流形成に係わる新事実を見出した。
(3)強制対流サブク-ル沸騰における二相流流動・伝熱機構の物理モデルの構築について
強制対流サブク-ル沸騰時における熱伝達及び限界熱流束(CHF)を正確に予測するため、まずサブク-ル沸騰二相流の乱流構造の解析を行った。この解析は二流体モデルによる質量保存、運動量保存に関する基礎方程式と、離脱気泡径、気泡の成長・凝縮等を考慮した乱流エネルギー保存式とを連成させたものである。その結果、気泡層内の液は沸騰気泡(特に気泡の発生周期に依存して)によって著しく乱されることが明らかとなった。更にこの結果に基づいてサブク-ル沸騰におけるDNB機構に関する検討をも行った。
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