Unsteady hydraulic characteristics in large-diameter pipings with elbow for JSFR, 3; Flow structure in a 3-dimentionally connected dual elbow simulating cold-leg piping in JSFR

JSFRの大口径エルボ配管における非定常流動特性,3; JSFRにおけるコールドレグ配管を模擬した2段エルボに3次元的に接続した流動構造

結城 和久*; 長谷川 駿介*; 佐藤 司*; 橋爪 秀利*; 相澤 康介 ; 山野 秀将   

Yuki, Kazuhisa*; Hasegawa, Shunsuke*; Sato, Tsukasa*; Hashizume, Hidetoshi*; Aizawa, Kosuke; Yamano, Hidemasa

本研究では、コールドレグ部をシミュレートする三次元的に連結した二次元エルボ内の流動構造をPIV計測で可視化し、一次エルボから二次エルボまでの流動遷移,流動励起振動に影響する分離などの非定常流動の発生を細かく検討する。実験装置は、内径,曲率半径がそれぞれ56mmと1.0で実設計比15分の1スケールの試験区画である。湾曲なく視覚化するには、作動流体としてNaI溶液を使用して整合屈折率PIV計測を行う。レイノルズ数は50,000で、試験区画への流入状態は全体に乱流へ発達する。一次エルボの内壁,二次エルボ内の1つの大渦流動に沿った分離が発生することを確認する。さらに、分離領域内及び(又は)後方で形成する非定常流動は下流へ運ばれ、二次エルボ中心部へ流入する。

In this study, the flow structures in a 3-dimentionally connected dual elbow, which simulates a part of the cold leg, are visualized by PIV measurement, and it is discussed on the detailed flow transition from the 1st elbow to the 2nd elbow and the generation of unsteady flow such as a separation that influences flow-induced vibration. Experimental apparatus has a 1/15 scale test section of actual design whose inner diameter and curvature radius ratio are 56mm and 1.0, respectively. For visualization without any image distortion, matched refractive-index PIV measurement is carried out using NaI solution as the working fluid. The Reynolds number is 50,000, and the inlet flow condition to the test section is a fully developed turbulent flow. It is confirmed that it generates a separation along the inner wall of the 1st elbow and one large swirling flow in the 2nd elbow. Furthermore, unsteady flow formed in and/or behind the separation region is transported downstream and flows into the center area of the 2nd elbow.