Numerical simulation of the flow characteristics in T-junction with turbulence promoter

乱流プロモータを有するT字配管合流部における流動場特性の数値解析

田中 正暁  ; 村上 諭; 檜原 秀樹*; 須藤 浩三*

Tanaka, Masaaki; Murakami, Satoshi; Hibara, Hideki*; Sudo, Kozo*

温度の異なる流体が混合することにより生じる温度変動により、構造材内部に熱疲労が発生する現象(サーマルストライピング現象)を評価することは重要な課題である。特に、振幅の大きな温度変動が高い繰り返し数で構造材に作用すること(高サイクル熱疲労)に対して十分考慮する必要がある。また、比較的低い周波数の流体温度ゆらぎは、構造材に対する影響が大きいため、T配管合流部の設計を行う際には、これら高振幅成分と低周波成分の発生条件に対して十分考慮する必要がある。そこで核燃料サイクル開発機構では、T字配管合流部設計の自由度を広げる観点より、流体温度ゆらぎの高振幅成分と低周波成分を積極的に低減させることが可能な流体混合促進機構(乱流プロモータ)に関する基礎研究を行っている。本報では、当該基礎実験を対象とした実験解析結果について報告する。本研究では、乱流プロモータによる混合促進効果の有効性の確認と特性の一般化を図ることを目的とし、さらに、高速炉プラント設計の合理化に資することを目的としている。本報告では、準直接シミュレーションコード(DINUS-3)を用い、この基礎実験を対象とした実験解析を実施し、数値シミュレーションにより流れ場を再現できることを確認すると共に、乱流プロモータの混合促進効果の有効性について検討を行った。

Numerical simulation to investigate the mixing characteristics in T-junction pipe with turbulence promoter was conducted. T-junction piping system is used to mix the fluids in different temperature. If the temperature fluctuation generated in the mixing process is transmitted to the structure, it can be bring thermal fatigue in the structure. Therefore,