液面衝突噴流の液滴生成に関する研究

Study on droplet generation of the surface collision jet

大箭 直輝*; 大川 富雄*; 榎木 光治*; 大野 修司  ; 青柳 光裕 

Oya, Naoki*; Okawa, Tomio*; Enoki, Koji*; Ohno, Shuji; Aoyagi, Mitsuhiro

ナトリウム(Na)冷却高速炉におけるNa漏えい・燃焼時の熱影響を適切な信頼性確保しつつ解析評価するためには、漏えいNaの液滴径を物理的な観点から合理的に設定することが重要である。本研究では液滴生成メカニズムを解明するための基礎試験を水を用いて行った。流速,ノズル口径,高さを変えた噴流を平板に衝突させた。高速度カメラを用いた観察および生成液滴量と最大液滴径の計測を行った。観察された噴流形状は、液滴状の噴流であるdropモード、ほぼ真っ直ぐな噴流であるjetモード、乱れてくびれが生じるlumpモードの3つのモードに分類された。液滴生成量が衝撃を伴う噴流衝突の周波数との間に強い相関があることや、最大液滴径がdrop, lumpモードで大きいことを確認した。

It is important to set the diameter of leakage sodium droplet mechanistically for appropriate numerical evaluations of sodium leak and fire behavior in a sodium-cooled fast reactor plant. We performed a fundamental experiment with water in order to clarify mechanism of droplet generation in this study. Impinging water jet on a flat plate was tested for various cases of jet velocity, nozzle diameter and nozzle height. The impinging behavior was visualized by using a high-speed video camera. We measured the amount of generated droplet and the maximum droplet diameter. Observed jet flow was categorized into following three modes: drop mode which is droplet state flow, jet mode which is straight flow and lump mode which is partially constricted flow. The amount of generated droplet had a strong correlation with the impact frequency. Larger droplet diameter was observed for the drop and lump modes.