| 研究概要 |
本研究は、動揺(重力の変化)を考慮しなければならない船舶ボイラ等の伝熱システムの熱流動解析精度の向上のため、先端的流動モデルである気液二相流界面積濃度輸送方程式の開発を最終目的としている。気液二相流界面輸送項のモデル化の重要な特徴の一つは、管内摩擦損失によって疑似重力が発生し、流れ方向への気液の速度差が生じることである。本研究では、この事象を実験的に解明し、二相流解析コードに組入れるモデルを検証するため、通常重力及び微小重力環境下における気液二相流動パラメータを広範な気液流量条件において整理する。平成20年度は、窒素-水系二相流において、気泡上昇速度に対する気液相対速度比が大きくなる層流域から、摩擦損失項の大きくなる乱流域の流動を対象に、通常重力下と微小重力下で取得された実験データベースを整理した。また、整理された実験データに基づき、界面輸送パラメータ(ボイド率、界面積濃度、ザウター平均径)に及ぼす重力および擬似重力項の影響を評価し、主として以下の知見が得られた。
(1) 微小重力下の低液流速条件では、通常重力下と比較してボイド率が増加することで、気泡の合体とそれによる気泡径の増加が促進されて、助走距離がより短い区間においてコア型の分布を形成する。
(2) 微小重力下の高液流速条件では、下流域において,通常重力下と比較してやや緩やかな勾配を持つ壁面ピーク分布を形成する。微小重力下において気泡を壁面方向へと移動させる揚力には、壁面摩擦損失勾配による局所スリップの生成が寄与している可能性がある。
|
