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村井 祐一*; 大岩 浩司; 佐々木 敏男*; 近藤 勝彦; 吉川 信治; 山本 富士夫*
Measurement Science and Technology, 16(7), p.1459 - 1468, 2005/07
被引用回数：31 パーセンタイル：81.38(Engineering, Multidisciplinary)ヘリカルコイル管内の空気-水二相流をバックライトを用いて断層撮影し、相分布と相関の干渉を明らかにした。内径20mmの管でみかけ流速6m/sまでの条件で測定を行った。遠心力の流況への影響が顕著なスラグ流を集中的に撮影した。互いに異なる角度で管外側に設置された6枚の鏡を用いて二相の構造を可視化した。線形後退投射アルゴリズムを用いて時間軸を加えた映像を生成して相分布を構築した。この断層撮影によって、高流速条件下での壁面被覆効果などの、ヘリカル管の新しい特徴をいくつか示すことができた。
大岩 浩司; 村井 祐一*; 佐々木 俊男*; 吉川 信治; 山本 富士夫*
Proceedings of 4th World Congress on Industrial Process Tomography, Vol.1, p.428 - 433, 2005/00
減り駆るコイル管内気液二相流を画像解析する6方向バックライトCT解析システムを構築した。実験結果より、コイルの遠心力によって生じる二次流れによって気体スラグ上壁部において重力に反して壁面を被う液膜の層が生じていることがわかった。また、この層は気液の流量から計算される見かけの平均速度が速い条件で現れることが明らかになった。
村井 祐一*; 山本 富士夫*; 石川 正明*; 酒井 康丞*; 大岩 浩司*; 戸田 信一; 吉川 信治; 玉山 清志
JNC TY4400 2003-006, 75 Pages, 2003/06
JNC-TY4400-2003-006.pdf:12.95MB
高速増殖原型炉「もんじゅ」では、蒸発器と過熱器においてヘリカルコイル形伝熱管が利用される。ヘリカルコイル形伝熱管は、U形伝熱管に比べ構造的にコンパクトで、かつ、流動の急曲折部をもたないため流力振動の発生要因が少ないという利点を持つ。一方、ヘリカルコイル形では、その経路によって内部二相流に対する定常的な遠心力の大きさに分布がある。また、複数の伝熱ループが曲率半径と距離の異なる経路を通り、それらが同じ圧力差で駆動される点で、並列流路管での動特性に位相差を生じうる。これらの現象については、伝熱および圧力損失の多次元的特性を考慮した詳細な解析を進め、より高い性能安定性を保証するよう検討しなければならない。本研究では、ヘリカルコイル内二相流の可視化・画像解析システムを構築し、これらの課題解決に資するものとする。本研究の成果は以下にまとめられる。ヘリカルコイル流路実験装置を製作し、可視化実験による流動様式マップの作成、ならびにステレオ画像処理による界面構造の抽出を試みた。また、気泡流における数値シミュレーションを遂行した。以上の研究より、以下のことが分かった。
大岩 浩司
no journal, ,
先行基礎工学研究として福井大学,北海道大学と共同で行っているナトリウム加熱による蒸気発生器に関する研究を行っている。福井大学との共同研究ではオイル加熱によりヘリカルコイル管内のドライアウト点の振動周期,振幅の流量に対する油温,流量の影響について計測を行った。その結果、流量が変化しても振動周期は変化しないことが明らかになった。北海道大学との共同研究では水-空気系でのヘリカルコイル管内スラグ流の三次元界面挙動をMCT(Multi-vision Computed Tomography:多投影可視光CT)及びUVP(Ultrasound Velocity Profiler:超音波流速分布計測)により計測した。その結果、伝熱管の傾斜や曲率によって界面の構造が変化する様子が明らかになった。総括としてヘリカルコイル型伝熱管での沸騰を支配する無次元数は非常に多く、実機条件へ外挿できる知見を得るためにはまだ同様の実験が多数必要であるが、本研究により伝熱管の内側で生じる沸騰についてヘリカルコイル型の伝熱管特有のドライアウト点の振動と物理的条件との関係の一端が明らかになった。またMCT, UVPによる計測により伝熱管内における気液の分布並びに速度を計測した。このような応用範囲の広い計測技術が確立されたことも成果の一つである。
大岩 浩司; 村井 祐一*; 吉川 信治
no journal, ,
高速増殖炉もんじゅではヘリカルコイル型蒸気発生器が用いられている。この蒸気発生器は伝熱管の曲率に起因する遠心加速度の作用で液相が伝熱管の壁面に押さえつけられる特徴を持つ。この現象は流体力学的な振動を誘発すると思われる急速な沸騰を抑制する効果があると考えられている。本研究では特に遠心性加速が流れを支配すると思われるスラグフローに着目し、非加熱実験における可視化CT計測及びCIP-Level set法による数値シミュレーションにより流体の遠心性加速の影響について調査した。その結果、遠心加速には伝熱管壁面に液相を保持する効果と二次流れにより壁面をカバーするように液相を広げる効果があることがわかった。
大岩 浩司
no journal, ,
本研究はヘリカルコイル型蒸気発生器内部の流動構造を(1)強制流動沸騰のドライアウト点振動の可視化実験,(2)スラグ流三次元界面構造のCT計測,(3)CIP-Level set法による流動解析により明らかにすることを目的としている、本研究により、伝熱管の内側で生じる沸騰について、ヘリカルコイル型の伝熱管特有のドライアウト点の振動と物理的条件との関係の一端が明らかになった。また、CT計測,CIP-Level set法による解析により遠心力による伝熱管内における気液の分布の影響について明らかになった。
大岩 浩司; 吉川 信治
no journal, ,
もんじゅのヘリカルコイル型蒸発器では管内気液二相流に作用する遠心力により複雑な二次流れが生じると思われる。本研究ではCIP-Level set法を用いた数値解析により遠心力の作用と流れ場との関係について明らかにする。
