| 研究概要 |
本研究では内筒回転,外筒静止の二重管で構成される環状流路を対象に,作動流体として,空気-水,液体窒素,シリコンオイルをもちいて伝熱・流動場に関する実験的研究を実施した.
空気-水系断熱二相流ならびに液体窒素沸騰二相流の実験は基本構成としては同一の実験系で行っており,回転を伴う環状流路に二相流を強制的に流動させその伝熱・流動特性の測定を行った.このうち空気-水系の実験では,流動差圧,流動様式遷移,ボイド率,気泡挙動を詳細に評価し,本系での流動に関する基本流動特性の把握を行った.流動様式に関しては,非回転時にはかなり流路系が異なるものの円管に対して作成されたMishima-Ishiiの流動様式線図が適用できること,ならびにこれに回転を付加することで流動様式の遷移が低流量側に移動することを示した.さらに,この遷移を,画像処理結果を元に得た気泡挙動データと関連付けて説明すると共に,ドリフトフラックスモデルの適用を試みた.また,液体窒素沸騰二相流では外管をヒーター加熱することで沸騰二相流として差圧特性の評価をおこなうと共に,伝熱特性ならびに限界熱流束特性に本系で取り扱っているような体系がどのような影響を与えるのかを検討するための基本データの取得を試みた.
シリコンオイルを用いた実験では前述の流動場ではなくプール体系で行い,内筒に円錐形のものを使用しさらにこの内筒を冷却することで自然対流を発生させ,内筒回転により発生する循環との干渉により発生する流体構造を詳細に把握することを目的とした.この実験系では感温液晶,PIVを用いた温度場,速度場の測定を行いその詳細構造の説明をおこなった.
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