| 研究課題/領域番号 |
15K05828
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
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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| 研究分担者 |
劉 秋生 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (80294263)
柴原 誠 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 助教 (70628859)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 強制流動熱伝達 / 過渡沸騰 / 定常沸騰 / 過渡限界熱流束 / 定常限界熱流束 / 円管 / サブクール度 / 指数関数状発熱率 |
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| 研究実績の概要 |
①直流安定化電源の新規購入：既設の水強制流動沸騰実験装置を用いて，種々の速さの指数関数状発熱率を与え、高流速水流動沸騰定常・非定常CHF（限界熱流束）実験を行った。水を用いたジュール発熱による流動沸騰実験を少しでも広範囲に行うために、既存の直流安定化電源設備に加え、35V-300Aの直流安定化電源を新規購入した。
②プール沸騰熱伝達および限界熱流束実験：流動沸騰熱伝達及び流動沸騰限界熱流束との比較検討のために、プール水中リボン発熱体による実験を行った。
③円管内水流動非沸騰定常実験及び過渡実験：当初は、円管発熱体を用いて、20m/sを超える高流速水流動非沸騰実験を予定していたが、内径3mm以下の細管を使用したため、圧力損失は予想以上に大きく、また、電源容量の不足から、実用的な10m/s程度の低流速で実験を行った。純水が円管内を流動する場合において、準定常的に非常にゆっくりした速度で上昇する発熱率から、急激な速度で上昇する発熱率まで、種々の速度で変化する指数関数状発熱率を与え、発熱体直径、流速及びサブクール度を変えて、非沸騰強制流動熱伝達特性を求めた。
④円管内水流動沸騰定常実験及び過渡CHF実験：純水が円管内を流動する場合において、準定常的に非常にゆっくりした速度で上昇する発熱率から、急激な速度で上昇する発熱率まで、種々の速度で変化する指数関数状発熱率を与え、発熱体直径、流速及びサブクール度を変えて、強制流動沸騰下の定常・過渡沸騰熱伝達特性及び定常・過渡限界熱流束を実験的に求めた。
⑤FC-72を用いた円管内流動非沸騰定常実験：流体の相違による影響を検討するために、フロリナートFC-72が円管内を流動する場合において、準定常的に非常にゆっくりした速度で上昇する指数関数状発熱率を与え、発熱体直径、有効長さ、流速、系圧力及びサブクール度を変えて、定常非沸騰強制流動熱伝達特性を求めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初は、円管発熱体を用いて、20m/sを超える高流速水流動非沸騰実験を予定していた。その目的で、電源容量を大きくしたが、試験発熱体として内径3mm程度以下の細管を使用したため、圧力損失増大による水流量低下は予想以上に大きかった。そのため、循環ポンプの最大性能を発揮できかつ既存データも少なく、また実用的な流速である10m/s程度で流動沸騰実験を行った。その結果、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、
①プール沸騰熱伝達および限界熱流束実験：流動沸騰熱伝達及び流動沸騰限界熱流束との比較検討のために、プール水中に水平にして縦に置かれたリボン発熱体による沸騰限界熱流束実験を行う。
②円管内水流動非沸騰定常実験及び過渡実験：円管発熱体を用いて、内径1mm程度の細管を使用した10m/sの低流速で実験を行いデータを集積する。純水が円管内を流動する場合において、準定常的に非常にゆっくりした速度で上昇する発熱率から、急激な速度で上昇する発熱率まで、種々の速度で変化する指数関数状発熱率を与え、発熱体直径、有効長さ、流速、系圧力及びサブクール度を変えて、非沸騰強制流動熱伝達率を実験的に求める。
③円管内水流動沸騰定常実験及び過渡CHF実験：純水が円管内を流動する場合において、準定常的に非常にゆっくりした速度で上昇する発熱率から、急激な速度で上昇する発熱率まで、種々の速度で変化する指数関数状発熱率を与え、発熱体直径、有効長さ、流速、系圧力及びサブクール度を変えて、強制流動沸騰下の定常・過渡沸騰熱伝達率及び定常・過渡CHF（限界熱流束）を実験的に求める。
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