Splashing during liquid jet impact onto a horizontal wall

液体噴流の水平面上における液跳ね挙動

大川 富雄*; 大箭 直輝*; Yi, Z.*; 榎木 光治*; 大野 修司  ; 青柳 光裕 

Okawa, Tomio*; Oya, Naoki*; Yi, Z.*; 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の液滴量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。本研究では基礎実験として、下向きの水噴流を水平板に衝突させ、その際の液滴化率を計測した。水噴流が衝突地点において連続的である場合には、液滴化率はほぼゼロであった。しかし衝突地点において水噴流が途切れて液玉状になっている場合には、噴流速度の増加に伴い液滴化率が飛躍的に増加した。したがって、液噴流の落下距離が噴流崩壊長さよりも大きい場合には、噴流流量で規格化した無次元液滴化率は、衝突する液玉の修正ウェーバー数の関数として表現できると考えられる。線形安定性理論に基づき、液噴流衝突時の液滴化率を評価する半経験的手法を提案した。

It is important to set the amount of sodium droplet mechanistically for appropriate numerical evaluations of sodium leak and fire behavior in a sodium-cooled fast reactor plant. In the present work, fundamental experiments were performed to measure the rate of splashing during the vertical water jet impact onto a horizontal wall. It was found that the splashing rate is negligibly small when the water jet is continuous at the impact point. Whilst, the splashing rate increased rapidly with an increase in the jet velocity when the jet was broken into droplets at the impact point. Therefore, when the fall height is longer than the breakup length, it was suggested that the dimensionless splashing rate scaled by the liquid jet flow rate can be expressed as a function of the modified Weber number of the primary droplets impacting the target. A semi-empirical method to estimate the splashing rate during liquid jet impact onto a horizontal wall was proposed based on linear stability theory.