| 研究概要 |
1.【マイクロスラッシュ粒子生成用微粒化ノズルの設計製作】
ノズル設計に際しては極低温ヘリウムガスの高速流を用いた,高速二流体同心エジェクターノズルを新たに設計した.ヘリウム冷凍機により冷却された極低温ヘリウムガスをエジェクター内に高圧・高速で注入することにより撹拌容器内の過冷却液体窒素はエジェクター内に吸い込まれ,ヘリウムガスの高速流と衝突混合することによりスラッシュ窒素粒子を形成し,ノズル部を通過する際にマイクロオーダ粒子径までの微粒化が促進されノズル外部に噴出されるメカニズムを有している.マイクロスラッシュの生成法としては,高速二流体ノズルを用いることにより,マイクロスラッシュの連続生成が可能な高性能微粒化ノズルを設計した.ノズル設計の際には実際の微粒化過程を現有設備であるHe-Neレーザーを用いたレーザーシートと濃淡画像相関型混相流計測システムを補助的に用いて,2次元可視化画像計測を行いノズル設計の基本的指針を得た.
2.【マイクロスラッシュ窒素管内二相流の2次元可視化画像計測】
可視化画像計測の手法に関しては,混相流体の非接触測定法の代表的方法である,2次元粒子画像追跡流速計測(2-D PIV)法を用いた高精度の可視化計測装置を新たに構成し,シートレーザによる2次元平面を実現させた.光源にはダブルパルスNd:YAGレーザー,カメラはMicro PIV計測用高速度デジタルカメラを使用した.以上の計測系により管内マイクロスラッシュ二相流に関する2次元的計測を行うとともに,流動時における流量,圧力損失・温度分布・熱伝達率を静電容量型流量計,極低温圧力変換器・極低温熱電対を用いて計測し,液体窒素単相流搬送時の場合と比較検討を行った後,最適な冷却効果が得られるスラッシュ二相熱流動場の実現法を考察した.
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