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論文

The Review of the application of neutron radiography to thermal hydraulic research

三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 斎藤 泰司*; 中村 秀夫; 松林 政仁

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 424(1), p.66 - 72, 1999/00

 被引用回数:20 パーセンタイル:80.64(Instruments & Instrumentation)

高精度計測法としての熱中性子ラジオグラフィの確立に関連して実施した定常熱中性子ビームを用いる高速度中性子ラジオグラフィ開発の現状及び日本原子力研究所と京都大学原子炉実験所が協力して実施した混相流研究への応用をレビューした。このレビューには、高性能マイクロエレクトロニクス機器、高出力研究炉、核融合炉のプラズマ対向機器の冷却系に関連する狭間隙矩形流路及び小口径円管内の断熱空気-水二相流のボイド率測定だけでなく、高密度比の気体-溶融金属二相流、原子炉のシビアアクシデント解析に関連した溶融金属-水相互作用の可視化とボイド率計測を含めた。さらに、高転換軽水原子炉稠密炉心の模擬サブチャンネル内における断熱空気-水流のボイド率に関して新しい実験データを示した。結果として、中性子ラジオグラフィが熱水力研究において有望な可視化計測法であることが実証された。

論文

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$$_{l}$$=0.3m/sで一定に保ち、気相見かけ流速をj$$_{g}$$=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$$_{g}$$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。

論文

High-frame rate neutron radioscopy with a steady thermal neutron beam

三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 神田 啓治*; 西原 英晃*; 松林 政仁; 鶴野 晃

Fifth World Conf. on Neutron Radiography, 0, p.140 - 147, 1996/00

近年、X線ラジオグラフィと相補的な性格を持つ中性子ラジオグラフィが、熱流動科学において量子工学に基づく革新的な可視化・計測技術として注目されている。しかしながら現在使用されている実時間中性子ラジオグラフィの撮像速度が30フレーム/秒であることから、高速の過渡現象を可視化・計測するには撮像速度が致命的であった。本研究では、高速の過渡現象を可視化・計測するためにJRR-3Mを定常中性子源として用いた高速度中性子ラジオスコピーシステムを開発した。本システムを用いてアルミニウム製矩形ダクト中の空気-水二相流及び重水中における溶融金属の振る舞いの可視化を1000フレーム/秒で行った。得られた画像の質は、流れの振る舞いを観察し、ボイド率、気泡上昇速度、気泡サイズの分布を計測するのに十分であった。

論文

Development of temporally-resolved neutron radiography methods for visualization of high-speed transient fluid phenomena

三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 神田 啓治*; 西原 英晃*; 鶴野 晃; 松林 政仁; 傍島 眞

Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Neutron Radiography System Design and Characterization, 0, p.309 - 315, 1995/00

高速過渡流動現象の可視化を目的に高時間分解能中性子ラジオグラフィ撮像系を構築し、(A)パルス中性子を用いたフィルム法による金属製矩形管内空気-水二相流の瞬間画像、(B)パルス中性子を高速度ビデオを用いた金属製円管内沸騰水二相流の連続画像、(C)10$$^{8}$$および10$$^{6n}$$/cm$$^{2}$$secの定常中性子と高速度ビデオを用いた金属製矩形管内空気-水二相流の連続画像、の撮像実験を行い、本法の限界時間分解能の推定を行った。

論文

Visualization of fluid phenomena using a high frame-rate neutron radiography with a steady thermal neutron beam

日引 俊*; 三島 嘉一郎*; 米田 憲司*; 藤根 成勲*; 鶴野 晃; 松林 政仁

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 351, p.423 - 436, 1994/00

 被引用回数:36 パーセンタイル:93.11(Instruments & Instrumentation)

定常熱中性子ビーム場において中性子ラジオグラフィ高速度撮像システムを用い、金属容器内における流動現象の可視化実験を行った。実験は、撮影場における熱中性子束が1.5$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$sに達するJRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置の第2撮影室で行った。この実験で使用した中性子ラジオグラフィ高速度撮像システムは、中性子用高感度蛍光コンバータLiF/ZnSiAg、最大増幅率100000倍のイメージ・インテンシファイア、1000フレーム/秒で14分間記録可能な高速度ビデオカメラシステムから構成される。試験部は2.4mmのギャップを持つ40mm幅の矩形流路で、空気-水二相流の1000フレーム/秒の撮影速度での可視化に成功した。気泡及び液膜の形状並びに振る舞いがはっきりと観察でき、気泡の上昇速度及び流動様式も計測できた。

論文

Pool-boiling/bubbling void fraction in an annular flow channel

小泉 安郎*; 熊丸 博滋; 三村 裕一*; 村上 洋偉*; 田坂 完二

Nucl. Eng. Des., 132, p.381 - 391, 1992/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

外管内径22mm、内側ロッド外径12mmの環状流路内のボイド率測定を大気圧下の水-空気系及び3MPaの水-蒸気系に対して行った。両実験の結果を既存のボイド率相関式と比較したところ、Griffithの相関式とはよい一致を得たが、他の相関式は矛盾なく両実験結果を表すことはできなかった。水-蒸気の実験結果をRELAP5/MOD2コードで解析したところ、同コードはボイド率を過大に予測した。同コードの界面摩擦計算モデルをGriffithの相関式で置き換えたところ、良好な一致を得ることができ、本実験のようなプール条件下で低蒸気流速の場合の流れの解析をRELAP5コードで行う場合には、ボイド率相関式(Griffithの相関式など)を同コードに取り入れることが有効な手段であることが示された。

論文

Air-water two-phase cross flow resistance in rod bundle

岩村 公道; 安達 公道; 傍島 真

Journal of Nuclear Science and Technology, 23(7), p.658 - 660, 1986/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:28.17(Nuclear Science & Technology)

PWR-LOCA時再冠水過程における横流れ抵抗係数を求めるため、6$$times$$16本ロッドバンドル下部より空気-水二相流を流入させ、さらにバンドルの一方の側面より水単相流を流入させて、バンドル内垂直二相流に水平流が重複した流動様式下での水平差圧とボイド率を測定する実験を行った。この結果以下の知見を得た。1)気泡流中での横流れ抵抗係数は単相流中よりも大きくなり、ボイド率増加又は横流れ流速減少に伴って増加する。2)この領域での横流れ抵抗係数は、ボイド率及び横流れレイノルズ数の関数として表示できる。3)流動様式が気泡流からスラグ流に遷移すると、横流れ抵抗係数はボイド率増加と共に減少する。

論文

Interfacial drag coefficient of air-water mixture in rod bundle

刑部 真弘; 小泉 安郎; 田坂 完二

Journal of Nuclear Science and Technology, 21(11), p.882 - 884, 1984/00

 被引用回数:15 パーセンタイル:92.26(Nuclear Science & Technology)

小破断LOCA時には、ボイルオフによって炉心や蒸気発生器蒸発管が部分的に、高温蒸気雰囲気中に露出することが考えられる。この場合、二層混合水位がドライアウト点を決定する。この二相混合水位の評価のためには、ロッドバンドル中の二相混合物中の気相流速を知ることが重要である。このため、ロッドバンドルを組み込んだ垂直テスト部と、取りはずしたテスト部で、静止水中を上昇する空気流速を大気圧条件下で測定した。ロッドバンドルの空気上昇流速に与える影響をドリフトフラックス式を使うことによって説明するとともに、二流体モデルにおいて空気の上昇速度を決めるのに重要な相間摩擦係数を求めた。本実験で求めたロッドバンドル中の相間摩擦係数は、二流体モデルコードであるTRACで使われているものよりも小さな値を示した。

論文

A Comparative study on the pressure drop of air-water and steam-water folws

山崎 彌三郎; Shiba, Masayoshi*

Intern.Symp.On Research in Concurrent Gas-liquid Flow, p.D3.1 - D3.32, 1968/00

抄録なし

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