Experimental study on high cycle thermal fatigue in T-junction; Effect of local flow velocity on transfer of temperature fluctuation from fluid to structure

配管合流部における高サイクル熱疲労に関する実験研究; 温度変動伝達特性に対する局所流速の影響

木村 暢之; 小野 綾子 ; 宮越 博幸; 上出 英樹 

Kimura, Nobuyuki; Ono, Ayako; Miyakoshi, Hiroyuki; Kamide, Hideki

温度の異なる流体が混合する領域では温度変動が発生し、その温度変動が構造材に伝わることにより、構造材に高サイクル熱疲労が発生する可能性がある。高サイクル熱疲労の評価において、流体から構造材への温度変動での伝達特性を明らかにすることは重要である。そこで、温度の異なる流体が合流するT字配管体系において、流体温度変動と構造材温度変動を同時に計測し、その温度変動の伝達特性を把握するとともに、構造材近傍の流速を同時に計測することによって、温度変動伝達特性に対する局所流速の影響を評価する水試験を実施した。その結果、温度変動の伝達特性を示す熱伝達率は、局所流速の増加とともに増加することが明らかになった。

A quantitative evaluation on high cycle thermal fatigue due to temperature fluctuation in fluid is of importance for structural integrity in the reactor. It is necessary for the quantitative evaluation to investigate occurrence and propagate processes of temperature fluctuation, e. g. decay of temperature fluctuation near structures and transfer of temperature fluctuation from fluid to structures. In this study, a water experiment using T-junction was performed to evaluate the transfer characteristics of temperature fluctuation from fluid to structure. In the experiment, temperatures and local velocities were measured simultaneously to evaluate the correlation between the temperature and velocity under the non-stationary fields. The large heat transfer coefficients were registered at the region where the local velocity was high.