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渡辺 博典; 光武 徹*; 柿崎 禎之*; 高瀬 和之
日本機械学会論文集,B, 75(751), p.155 - 157, 2009/03
近年、CPU用小型冷却器,小型医療機器,燃料電池,自動車機器分野などのマイクロマシーンの開発が行われており、マイクロチャンネル(極細管)内のボイド率計測技術の必要性が高まっている。マイクロチャンネルにおける二相流流れは液相の表面張力の影響が相対的に強くなるため、流動様式が通常管と異なることが報告されているが、定量的な評価が必要なボイド率の計測は行われていなかった。そこで、内径10mm以上の通常管に対して著者らが開発した静電容量(C)計測法をマイクロチャンネルへ応用する研究を行い、マイクロチャンネル・ボイド率計測技術を開発した。特性試験の結果から計測特性式を確定し、水質によらず、全領域のボイド率をリアルタイム計測できることを確認した。電極はリング電極体系及びワイヤ電極体系の2種を用いた。大気圧条件下のマイクロチャンネル内二相流に適用した場合、一連の研究からボイド率とキャパシタンスとの関係は、リング型電極に対して線形関係,対向ワイヤ電極に対して双曲線関係となることを明らかにした。また電極形状など計測に与える影響因子の解明を行い、計測特性式の適用条件を明らかにした。
渡辺 博典; 光武 徹*; 柿崎 禎之*; 高瀬 和之
日本機械学会論文集,B, 74(742), p.1257 - 1262, 2008/06
The electro-void fraction meter (Capacitance type meter) was applied to high void fraction measurement with various shapes of flow conduits such as round, rectangular and rod-bundle geometries. The principle of the meter is that the electrical capacitance of a gas-liquid two-phase flow changes with the void fraction. High-frequency power supply enables to measure the electrical capacitance of the ion-exchanged water with even though conductivity as low as 1 
S/cm. It was confirmed by the air-water and steam-water boiling two-phase flow experiments that void fraction can be obtained in real time way. Void fraction ranging from 0 to 0.9 at maximum was successfully measured under steam-water boiling two-phase flow conditions of 2 MPa through 18 MPa pressure.
渡辺 博典; 光武 徹*; 柿崎 禎之*; 高瀬 和之
no journal, ,
軽水炉では、炉心のボイド率が変化すると炉心出力,冷却能力,燃料の転換比等が変化することから、炉心熱設計においては炉心内ボイド率を正確に把握する必要がある。このために炉心条件下でも実用的に計測できるボイド率計として、静電容量検出型電気式ボイド率計の開発を行っている。二相流中のインピーダンスの静電容量成分(C成分)を計測すると水質が純水でもボイド率計測が可能となるとともに、水単相から蒸気単相に至るほぼ全領域の計測が可能となる。本発表では、静電容量検出型電気式ボイド率計の計測特性等について報告する。
渡辺 博典; 光武 徹*; 柿崎 禎之*; 関根 勝則*; 高瀬 和之
no journal, ,
近年、超小型熱交換器,燃料電池,マイクロマシーン等の先端機器の実用化研究では細管(マイクロチャンネル)のボイド率計測技術を必要としている。このための実用的な計測技術を開発した。開発した計測技術は、細管内流体の静電容量(C)を計測することでボイド率に換算する方式である。水質によらず、全領域のボイド率を計測するもので、本研究で電極体系ごとに計測特性式を取得した。計測方法は、高周波電源を電極に印加し電極間の二相流の静電容量を計測し、計測特性式を用いてボイド率に換算する方法である。電極はリング電極体系及びワイヤ電極体系の2種を用いた。
