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田中 正暁; 村上 諭; 檜原 秀樹*; 須藤 浩三*
Proceedings of International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows (ICJWSF 2005), p.623 - 627, 2005/10
温度の異なる流体が混合することにより生じる温度変動により、構造材内部に熱疲労が発生する現象(サーマルストライピング現象)を評価することは重要な課題である。特に、振幅の大きな温度変動が高い繰り返し数で構造材に作用すること(高サイクル熱疲労)に対して十分考慮する必要がある。また、比較的低い周波数の流体温度ゆらぎは、構造材に対する影響が大きいため、T配管合流部の設計を行う際には、これら高振幅成分と低周波成分の発生条件に対して十分考慮する必要がある。そこで核燃料サイクル開発機構では、T字配管合流部設計の自由度を広げる観点より、流体温度ゆらぎの高振幅成分と低周波成分を積極的に低減させることが可能な流体混合促進機構(乱流プロモータ)に関する基礎研究を行っている。本報では、当該基礎実験を対象とした実験解析結果について報告する。本研究では、乱流プロモータによる混合促進効果の有効性の確認と特性の一般化を図ることを目的とし、さらに、高速炉プラント設計の合理化に資することを目的としている。本報告では、準直接シミュレーションコード(DINUS-3)を用い、この基礎実験を対象とした実験解析を実施し、数値シミュレーションにより流れ場を再現できることを確認すると共に、乱流プロモータの混合促進効果の有効性について検討を行った。
長尾 昭宏*; 檜原 秀樹*; 越智 順治*; 村松 壽晴
JNC TY9400 2004-010, 83 Pages, 2004/07
JNC-TY9400-2004-010.pdf:4.51MB
T字形合流管の管継手部に乱流プロモータを設置して,流れの可視化およびLDVによる流速測定を行い,合流部の流れの流体混合の特性に及ぼす乱流プロモータの効果について調べた結果,以下のような知見を得た.1)乱流プロモータを設置すると,プロモータを設置しない場合に比べて,アーチ渦はより上流側で形成され,高速で下流方向へ移送される.この傾向はプロモータの高さが高いほどより顕著となる.2)乱流プロモータを設置すると,断面内に強い二次流れが誘起されるため,運動量の拡散はより進む.この傾向はプロモータの高さが高いほどより顕著となる.③乱流プロモータの設置により,合流部に流れは+x側に大きく偏り,この偏りはかなり下流まで残る.この傾向はプロモータの高さが高く,かつ枝管の流速が速いほどより顕著となる.④速度変動は合流部直後の渦が生成される付近で見られ始め,渦の中心付近で大きな値をとる.また,主管内への枝管の流入の際に,主管の枝管側で速度変動は大きくなるが,乱流プロモータを設置すると,この速度変動は抑えられる.⑤速度変動は下流に流下するにつれて渦の成長とともに増大し,z/D =2付近で最大値を示した後,さらに下流では渦の崩壊とともに小さくなる.また,速度変動は,乱流プロモータを設置しない場合には,下流方向に減衰するが,乱流プロモータを設置した場合には、かなり下流まで残る.
田中 正暁; 村上 諭; 檜原 秀樹*; 岩本 幸治*
no journal, ,
配管合流部におけるサーマルストライピングの緩和を目的として非等温場での乱流プロモータ解析を実施した。この結果、乱流プロモータを設置することにより壁面近傍で発生する温度ゆらぎ強度が低減することがわかった。