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堀口 直樹; 吉田 啓之; 阿部 豊*
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(3), p.278 - 290, 2019/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)ベンチュリスクラバは微小なエアロゾル粒子を除去するものであり、原子力発電所におけるフィルタ付ベントシステムの構成機器として導入されている。核分裂生成物を含むエアロゾル粒子は、ベンチュリスクラバ内に形成される液滴との衝突により除去されると考えられるが、運用時に想定され得る超高流速条件での液滴データが不足している。本研究は、超高流速条件でのベンチュリスクラバ内の液滴径データの取得とそれによる液滴径評価式の適用性確認を目的とした。まず、超高速微小液滴を観察するため、高解像度高撮影速度の光学系を開発した。続いて水-空気系の模擬試験により可視化計測し、液滴径分布とザウター平均径(SMD)を取得した。既存評価式による予測値と実験値を比較し、気相流速82-250m/sの範囲において抜山-棚沢の式がSMDを良い精度で予測できることを明らかにした。
日本混相流学会*; 三流体詳細熱流動解析コード検討専門委員会*
PNC TJ9565 94-001, 530 Pages, 1994/03
本研究では、三流体モデルに基づく混相流の数値解析技術の高度化を目的として、(1)数値計算手法の改良、(2)質量輸送の構成方程式に関する調査検討、(3)抗力と剪断応力の構成方程式に関する検討、(4)水・蒸気系及び水・空気系実験データの構築と解析、(5)環状噴霧流の実験技術に関する調査、(6)基礎方程式に関する検討が3年間にわたって実施された。その結果、支配方程式の完全な多流体モデル化、三流体モデルの数値的安定性の解明、安定性に優れた解法の確立、適切性の判定、数学的に適切で物理的にも合理的な基礎方程式系の提示、液滴付着率、発生率に関する既存の構成方程式の定量的比較検討、界面せん断力、壁面摩擦、液膜厚さの理論的評価方法の提示がなされた。また、実験解析により、現状のFIDASのモデルにより、大気圧条件下の限界熱流束を精度良く予測できること、及び水・空気系環状噴霧流の液膜厚さ、液滴流量に関しても定性的に良好に予測できることが確認された。
日本混相流学会*; 三流体詳細熱流動解析コード検討専門委員会*
PNC TJ9565 93-001, 265 Pages, 1993/04
本研究では、三流体モデルに基づく混相流の数値解析技術の高度化を目的として、1)数値計算手法の改良、2)基礎方程式の妥当性の検討、3)構成方程式の調査・検討、4)構成方程式の理論モデルの開発、5)水・蒸気系及び水・空気系実験データの解析を実施した。その結果、支配方程式の完全な多流体モデル化、三流体モデルの数値的安定性の解明、安定性に優れた解法の確立、数学的に適切で物理的にも合理的な基礎方程式系の提示、液滴発生率に関する既存の構成方程式の定量的比較検討、界面せん断力の理論的評価方法の提示がなされた。また、実験解析により、現状のFIDASのモデルにより、大気圧条件下の限界熱流束を精度良く予測できること、及び水・空気系環状噴霧流の液膜厚さ、液滴流量に関しても定性的に良好に予測できることが確認された。
日本混相流学会*; 三流体詳細熱流動解析コード検討専門委員会*
PNC TJ9565 92-001, 173 Pages, 1992/05
本研究は、三流体モデルに基づく熱流動解析の高度化を目的としている。高度化の対象は、流れのモデル、構成方程式、数値計算手法の3項目である。各項目に対して、現状の調査検討が実施された。その結果、高度化の方策を提示することができた。また、今後の構成方程式の高度化に役立つ水・蒸気系及び水・空気系実験データベースが収集された。数値計算法に関しては、計算効率を向上させるための方法が提示された。この方法により、計算速度は約20倍に向上した。
中尾 泰大*; 吉田 啓之; 堀口 直樹; 金子 暁子*; 阿部 豊*
no journal, ,
本研究では、フィルター付きベントシステムのための機器の一つである、ベンチュリースクラバーの性能評価手法の構築およびこれに必要な評価式の構築を目的として、ベンチュリースクラバー内部流動の可視化計測実験や詳細な数値解析を実施している。本報告では、放射性物質の捕集性能評価に重要な気液界面積の評価モデルの構築のため、出口部での可視化観測およびサンプリングによって液滴および液膜量を評価した。その結果、流入する液流量に対して、生成される液膜の量は80
90%程度であることを確認した。
堀口 直樹; 吉田 啓之; 中尾 泰大*; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 阿部 豊*
no journal, ,
本研究では、フィルタードベント除染性能評価手法開発の一環として、フィルタードベントのための機器を構成する、ベンチュリースクラバー(VS)の性能評価手法及び、これに必要な評価式の構築を目的とした流動の可視化計測実験や詳細な数値解析等を実施している。除染性能を評価する上では、流量などのマクロな情報に加え、液滴径や液滴の速度などの詳細な情報の取得も必要とされる。本報では、VS出口での流路断面内液滴の可視化観察を、高速度ビデオカメラやレーザー光源な等を用いて行い、画像処理により液滴径の分布を取得した。その結果、液滴径の最頻値が7.5
mであること、また、出口部においては、位置による違いは見られないことを確認した。
中尾 泰大*; 堀口 直樹; 吉田 啓之; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 阿部 豊*
no journal, ,
本研究では、フィルター付きベントシステムのための機器の一つである、ベンチュリースクラバーの性能評価手法の構築およびこれに必要な評価式の構築を目的として、ベンチュリースクラバー内部流動の可視化計測実験や詳細な数値解析を実施している。本報告では、放射性物質の捕集性能評価に重要な気液界面積の評価モデルの構築のため、拡大部での可視化観測およびレーザー変位計を用いた液膜厚さ計測を行った。その結果、液膜厚さが時間的に変動すること、時間平均の液膜厚さは100mのオーダーであること、および流入する空気の量が増加するに従って時間平均液膜厚さが減少することを確認した。
堀口 直樹; 吉田 啓之; 中尾 泰大*; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 阿部 豊*
no journal, ,
原子炉における炉心溶融を伴うシビアアクシデント時において、放射性物質の拡散を抑制し、かつ格納容器の保護のため除熱および減圧するための手段としてフィルタードベントがある。本研究は、ベンチュリースクラバー(VS)を用いたフィルタードベントの作動特性を明らかにすることを目的として、実験ならびに解析を行っている。これまでの研究により、比較的速い気相流速条件下では、既存のVS除染性能評価モデルで仮定されている自吸口近傍のみではなく、拡大部においても液滴が発生することが観察された。本報告では、VSにおける液滴発生のメカニズムの解明とモデル化に資するために取得した、拡大部における液滴発生の様子と液滴径の流路断面分布について報告する。
堀口 直樹; 吉田 啓之; 中尾 泰大*; 金子 暁子*; 阿部 豊*
no journal, ,
原子炉における炉心溶融を伴うシビアアクシデント時において、放射性物質の拡散を抑制し、かつ格納容器の保護のため除熱および減圧するための手段としてフィルタードベントがある。本研究は、ベンチュリースクラバー(VS)を用いたフィルタードベントの作動特性を明らかにすることを目的として、実験ならびに解析を行っている。これまでの研究により、比較的速い気相流速条件下では、既存のVS除染性能評価モデルで仮定されている自吸口近傍のみではなく、拡大部においても液滴が発生することが観察された。そこで本報告では、VSの拡大部を対象とした詳細な可視化試験を行った。その結果、拡大部では、複雑かつVSに特徴的な流れ場が形成されており、液膜(水)の滞留や逆流などを伴うことを明らかにした。また、この滞留などが発生している部分からは、自吸口部分とは異なるメカニズムにより液滴が発生することが想定されたため、観察結果を基に液滴の発生機構について検討した。
堀口 直樹; 吉田 啓之; 成島 勇気*; 上遠野 健一*
no journal, ,
ドライアウト現象の予測では、環状噴霧流における液滴の液膜からの発生、液膜への付着が重要な現象であり、液滴発生・付着係数を求めるための相関式が数多く提案されているが、現象の複雑さ、実験の困難さから液滴発生・付着現象の解明が課題である。この現象解明には詳細数値シミュレーションが有効であるが、相関式との比較による妥当性の確認が必要である。本発表では、日本原子力研究開発機構が開発する数値解析コードTPFITを用いた環状噴霧流の詳細数値シミュレーションを実施し、このデータから定量化した液滴発生・付着係数を相関式と比較した結果について述べる。
