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論文

Structure of air-water two-phase flow in helically coiled tubes

村井 祐一*; 吉川 信治; 戸田 信一*; 石川 正明*; 山本 富士夫*

Nuclear Engineering and Design, 236(1), p.94 - 106, 2006/01

 被引用回数:54 パーセンタイル:96.34(Nuclear Science & Technology)

ヘリカルコイル伝熱管内の気液二相流挙動を従来より機構的に把握するための取り組みとして、透明なガラス製のヘリカルコイル内の空気と水の混相流を高速度カメラで撮影し、遠心力や管の曲率による二次流れによって直管内の二相流とどのような違いが生じるかを観察した。その結果、液相に作用する遠心力の影響によって直管に比してバブル流の領域が減少すること、曲率の大きな管では圧力変動周波数スペクトルが複数のピークを有すること、重力に対して遠心力が大きな場合には液相が管内のコイル中心から見た外側を主に流れるため、気相の流速が気液合成流速よりも遅くなる場合があることなどが確認された。

論文

Backlight imaging tomography for gas-liquid two-phase flow in a helically coiled tube

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:22 パーセンタイル:76.79(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。

論文

CT-Base visualization of gas-liquid two-phase flow in helically coiled tubes

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。

報告書

蒸発器ヘリカルコイル内気液二相流の多次元解析

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。

口頭

ヘリカルコイル管内気液二相流のCT計測及び数値解析

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。

口頭

J-PARC E07のエマルションの解析状況

吉田 純也; 大橋 正樹*; 後藤 良輔*; 長瀬 雄一*; 村井 李奈*; May, S.*; Aye, M. M. T.*; 金原 慎二*; 吉本 雅浩*; 仲澤 和馬*

no journal, , 

J-PARC E07実験は、2016年6月に1st physics run、2017年4月から6月に2nd physics runとしてK-ビームの照射を行い、準備した全ての原子核乾板モジュールに飛跡情報を蓄積した。現在、顕微鏡下でのダブルストレンジネス核を探索する解析作業を継続中である。本講演ではその解析状況について、質、速度、進捗、今後の展望について議論する。

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