On the velocity and frequency of disturbance waves in vertical annular flow with different surface tension and gas-liquid density ratio

Zhang, H.*; 梅原 裕太郎*; 吉田 啓之; 森 昌司*

International Journal of Heat and Mass Transfer, 211, p.124253_1 - 124253_13, 2023/09

https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124253

In this study, the characteristics of disturbance waves, including velocity, longitudinal size, and frequency, are comprehensively investigated by conducting gas-liquid upward annular flow experiments in a 5 mm tube through the constant electric current method (CECM). The film thickness time trace is recorded concerning time, and the information on disturbance waves is subsequently extracted. The effect of liquid and gas flow rate, density ratio, and surface tension on the disturbance wave is quantitatively analyzed. A predictive model of the wave velocity based on the shear stress balance of the liquid film is proposed. A physical model for wave frequency prediction is derived on the basis of the mass conservation equation. A simple empirical model with good prediction accuracy of wave frequency is also derived. Compared with existing correlations available in the literature, the newly derived models show better performance under a wide range of flow conditions.

Axial variation of interfacial friction in a developing stratified-wavy two-phase flow

伊藤 和宏*; 久木田 豊*; 辻 義之*

Eighth Int. Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics (NURETH-8), 1, p.40 - 47, 1997/00

幅0.1m、高さ0.19m、長さ12mの矩形ダクトを用いて水-空気二相流実験を行い、水平波状流における流れ方向の気液界面摩擦および界面波の性質の変化を評価した。実験条件は水の見かけ流速をj=0.3m/sで一定に保ち、気相見かけ流速をj=4.2~6.8m/sまで変化させた。気液界面せん断応力は水位、気相圧力、気相壁面せん断応力の測定値を気相の運動量方程式に代入することにより評価した。気液界面摩擦係数は界面波の存在により、試験部入口付近においても滑面よりも大きな値を示した。試験部入口では、気液相対速度がスラグ流遷移領域に近づくため、気液界面が不安定になり界面波が急速に形成される。また、jが大きい場合には、エントレイメントにより界面波の流れ方向の成長は抑制される。これらの要因は、気液界面摩擦係数の流れ方向の変化に影響を及ぼすことがわかった。

Fusion-neutron diagnostic on the microwave tokamak experiment

小川 俊英; 大麻 和美; 星野 克道; 小田島 和男; 前田 彦祐

JAERI-M 94-021, 45 Pages, 1994/02

JAERI-M-94-021.pdf:1.33MB

Microwave Tokamak Experiment(MTX)で行なった中性子計測について、MTXトカマクでの較正実験結果とMTXプラズマの中性子測定結果を報告する。中性子計数管とポリエチレン中性子減速材を用いた全中性子発生率測定系は、当初の設計通りに10個/秒以上の中性子発生率領域に対応できた。Cf中性子線源をトカマク真空容器内に置いて較正実験を行ない、検出器の感度係数を決定した。ジュール加熱時のプラズマから110個/秒程度の中性子発生率が測定され、輸送解析コードによる計算と良い一致を示した。プラスチック・シンチレータを用いた高時間分解能測定系は、測定精度を確保できる範囲内で、200マイクロ秒までの時間分解能が得られた。しかし、ピーク出力1GW、パルス幅20ナノ秒程度のFELマイクロ波に対する応答速度としては十分でなく、FELマイクロ波入射時のイオンの応答は検出できなかった。

Physics Design Considerations of Steady and Quasi-Steady Fusion Experimental Reactor by Lower Hybrid Wave Current Drive

杉原 正芳; 藤沢 登; 山本 巧; 吉津 達弘*; 中島 昭裕*; 上田 孝寿*; 西尾 敏; 飯田 浩正

JAERI-M 83-174, 38 Pages, 1983/10

JAERI-M-83-174.pdf:0.9MB

低域混成波を用いた電流駆動による、核融合実験炉の可能性の高いシナリオに対する、最適なプラスマおよび高周波波動のパラメータを、簡単な物理モデル方程式によって検討した。検討は、(I)準定常 (II)定常の二つのシナリオについて行った。(I)においては変流器コイルの反転時間の最小化や蓄積エネルギーの最小化が重要であり、プラズマ温度を余り高くせずに十分な高周波電流を駆動することで達成できる。(II)においてはエネルギー増倍率Q値が重要であり、多くの制約条件を満足する最大のQ値は5~10となる。これらの検討によって二つのシナリオの炉への適用性や問題点が明らかにされた。