T字合流部における渦構造と温度変動に関する実験研究

Experimental study on thermal mixing related to eddy structure in T-junction

田中 正暁  ; 黒川 康治*; 瀧田 宏樹*; 文字 秀明*

Tanaka, Masaaki; Kurokawa, Koji*; Takita, Hiroki*; Monji, Hideaki*

本研究では、サーマルストライピング現象が発生する代表部位としてT字合流部を選定し、数値解析コードの検証用データの取得,流体-構造間の熱伝達モデルの開発、並びに流体混合時に発生する渦構造と温度変動特性との相互関係の解明を目的とした水流動実験を行っている。主流に流入する枝管噴流の挙動に着目し、粒子画像計測法(PIV)により混合領域での速度場を計測して混合場で形成される渦構造について検討するとともに、熱電対による壁面近傍の流体温度計測を行い周波数特性に着目して渦構造と温度変動発生メカニズムとの関係について調べた結果を報告する。

In this study, a simplified T-junction piping system consisting of a rectangular duct for main stream and a circular pipe for branch stream was used as the test section in the water experiment. Time series of instantaneous two-dimensional velocity fields were obtained by PIV (Particle Image Velocimetry) in the mixing area. And fluid temperature fluctuations at several positions at 2 mm inside from the wall were also measured by thermo-couples. Focusing on the frequency characteristics, formation of eddy structure in the mixing area and mutual relation between the temperature fluctuation generation and the flow structure were discussed.