液体金属中キャビテーション壊食に及ぼす金属種及び流体パラメータの影響

Effect of kind of liquid metals and hydrodynamics parameters on cavitation erosion

服部 修次*; 井上 文貴*; 倉地 宏晃*; 月森 和之; 矢田 浩基 

Hattori, Shuji*; Inoue, Fumitaka*; Kurachi, Hiroaki*; Tsukimori, Kazuyuki; Yada, Hiroki

液体金属中のキャビテーション壊食に関する研究は、ナトリウムを冷却材とする高速増殖炉の安全性の確認や、水銀を使用する核破砕中性子源ターゲット容器の問題を解決するうえで非常に重要である。本研究では液体金属用キャビテーション壊食試験装置及び試験材料としてオーステナイト系ステンレス鋼SUS304を用い、金属の種類(Pb, Biの組成)が異なる鉛・ビスマス合金とイオン交換水で壊食試験を行った。鉛・ビスマス合金の液体種類による壊食速度の違いは、融点と沸点を百分率して定義した相対温度で整理することによりほぼ一致し、各種液体のキャビテーション気泡崩壊圧による加工硬化についても検討した。また、実際の配管のキャビテーションは流れ系で発生するため、流体力学パラメータである流速、及びキャビテーション数の影響を文献調査により検討した。液体金属中の壊食速度に与える流速依存性は16乗であると推定でき、液体金属中と水中の初生キャビテーション数は同程度であり、壊食速度とキャビテーション数の関係式を見いだした。

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