ナトリウムスプレ燃焼試験 (1) ナトリウムスプレ燃焼実験

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一次系及び二次系雰囲気でのナトリウムスプレ燃焼を対象とし、既存の21m3容積の試験容器を用い、実験研究を行った。雰囲気ガス中の酸素濃度のみならず、湿分濃度も実験パラメータとし、一連のTASP実験シリーズを行い、所期の目的であった解析コード検証データの整備及び気体成分濃度やナトリウムエアロゾル濃度の変化等のナトリウムスプレ燃焼現象に付随する実験知見に関して有効なデータを得ることができた。得られた結果の要点は以下のとおりである。(1)ナトリウムスプレ燃焼時の温度、圧力応答に対する雰囲気ガス条件の影響については、実験範囲では湿分濃度はあまり効かず、酸素濃度が支配的因子であることが明らかとなった。(2)圧力応答に対する実験と解析の比較では、Ranz-Marshallの式をベースとした熱、物質伝達式を用いた解析で、実験値と十分良い一致を示すことが確認された。(3)初期雰囲気ガス中の湿分濃度が、ナトリウムスプレ燃焼時の水素ガス発生にどのような影響を及ぼすかを調べた結果、次のことが判明した。(a)酸素濃度が零のときは化学量論的に予測される可能最大水素濃度とほぼ一致する水素が発生した。(b)一次系雰囲気に対応する酸素濃度(23%)では、化学量論的可能最大水素濃度よりもかなり低い水素濃度となった。これには、発生エアロゾルの吸湿作用が関与していると考えられる。(c)空気雰囲気の実験では、水素ガスの発生は見られなかった。(4)スプレ燃焼時のナトリウムエアロゾル挙動について、濃度減衰、粒径分布、沈降速度及び壁への付着速度の種々の有効な定量的データが得られた。

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