静止ナトリウム液滴燃焼基礎実験

A Basic experimental study on combustion of suspended sodium droplet

佐藤 研二*

Sato, Kenji*

高速炉の冷却材ナトリウム(Na)の漏えい事故時の燃焼挙動に関しては,これまでの工学的な取り組みに加え,現象論的にその挙動を解明していくことが重要である。本実験研究は,Naが液滴となって燃焼する場合の着火挙動に焦点をあて、静止させたNa液滴を着火・燃焼させることによって,Na温度,液滴径および液滴周囲の気流速度が着火挙動におよぼす影響を明らかにすることを目的とした。実験では,高温Na供給装置先端に取り付けた細管(ノズル)下端にNa液滴を不活性雰囲気中で生成・保持し,ほぼ自然対流に近い底流速で上方に流れる,相対湿度10%未満の乾燥した常温空気にさらし,光学的な方法により着火現象の様子の観察を行った。さらに,多少条件が異なる種々の条件下での着火現象についても実験を行い比較観察を行った。着火・燃焼現象の様子はビデオカメラおよび高速度ビデオカメラを用いて記録し,再生して現象の時間変化を分析した。実験装置の調整に時間を要したために限られた条件の範囲での実験となったが,実験結果の分析から,着火挙動の様子,Na液滴の初期温度,液滴径が着火遅れ時間等におよぼす影響について基礎的な資料が得られた。今後,より信頼性の高い結果が得られるように実験の実施上の問題点を整理・検討して実験手法を改良するとともに,実験条件の範囲を拡げ,測定項目を増やして系統的な検討を行う必要がある。

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