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報告書

BWRポストCHF試験データレポート; 過渡事象炉心伝熱流動試験計画(受託研究)

井口 正; 伊藤 秀雄; 木内 敏男; 渡辺 博典; 木村 守*; 安濃田 良成

JAERI-Data/Code 2001-013, 502 Pages, 2001/03

JAERI-Data-Code-2001-013.pdf:32.38MB

原研は大型再冠水効果実証試験第2期計画として、過渡事象炉心伝熱流動試験計画を実施した。本試験計画では、従来型の軽水炉の定格条件を模擬でき、模擬燃料15本(ほかに非発熱棒1本の合計16本で4$$times$$4管群を構成する。)から構成される模擬炉心を有する過渡事象炉心伝熱流動試験装置を用いて試験を行い、軽水炉の異常な過渡変化及び事故時の炉心冷却の実証と安全余裕の定量化を行う。本試験計画の一環として、ポストCHF熱伝達に関するデータを取得した。本試験データは、軽水炉の炉心ヒートアップ後の炉心温度を評価するには必須のデータである。これまでのこの種の試験データに比べて、極めて高温の条件、低圧から高圧までの広い圧力範囲をカバーしているところに特徴がある。また、従来の多くの研究では、最も早くヒートアップした領域を対象としているが、ヒートアップ域の拡大や縮小,ヒートアップ域の軸方向の相違などについてはあまり議論されていない。本試験では、炉心下端から上端までの広い範囲の被覆管温度を取得した。本報告書では、ポストCHF熱伝達試験の試験条件,被覆管温度データ,ポストCHF伝達率などのデータをまとめ、試験データを解析する際の資料とする。

論文

Experimental and analytical studies on turbulent heat transfer performance of a fuel rod with spacer ribs for high temperature gas-cooled reactors

高瀬 和之

Nucl. Eng. Des., 154, p.345 - 356, 1995/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:54.07

高温ガス炉に使用されるスペーサリブ付き燃料棒の乱流熱伝達性能を、原子炉の運転条件とほぼ同じ最高出口温度1000$$^{circ}$$C、圧力4MPaの冷却材条件のもとで、実機寸法の環状流路を使って実験的に調べた。また、標準$$kappa$$-$$varepsilon$$乱流モデルを用いて数値解析を行い、実験結果と比較検討した。燃料棒の乱流熱伝達率は、平滑環状流路の値に比べて大きな差異を示した。レイノルズ数が5000以上の領域では、燃料棒の平均熱伝達率の計算値は、実験から得た熱伝達率相関式の値に対して10%以内の相対誤差で良く一致し、本解析手法が十分な精度を有していることを確認した。さらに、計算値は、実験結果に加えてスペーサリブによる伝熱促進効果を明らかにした。

報告書

Numerical prediction on turbulent heat transfer of a spacer ribbed fuel rod for high temperature gas-cooled reactors

高瀬 和之

JAERI-Research 94-034, 28 Pages, 1994/11

JAERI-Research-94-034.pdf:1.12MB

3次元台形状のスペーサリブを表面に持つ高温ガス炉用燃料棒の乱流熱伝達を、k-$$varepsilon$$乱流モデルと境界適合座標系を使って数値的に解析した。また、出口最高温度1000$$^{circ}$$C、圧力4MPaのヘリウムガス条件のもとで模擬燃料棒を用いて実験的に調べた。実験の結果、燃料棒の乱流熱伝達率は2000を超えるレイノルズ数域では、同心平滑環状流路の値よりも18%から80%も上昇することがわかった。一方、燃料棒の平均ヌッセルト数の計算値は、実験データから得られた熱伝達相関式に対して5000以上のレイノルズ数域では10%の相対誤差で良く一致し、本計算結果は十分な精度を有していることを確認した。さらに、スペーサリブによる伝熱促進効果や流路断面積の減少による軸方向流速増大の効果を数値計算によって定量的に明らかにした。

論文

Improved liquid-crystal thermometry excluding human color sensation, Part1; Concept and Calibration

秋野 詔夫; 功刀 資彰; 一宮 浩市*; 光城 光二*; 上田 正昭*

J.Heat Transfer, 111, p.558 - 565, 1989/05

 被引用回数:27 パーセンタイル:12.71(Thermodynamics)

感温液晶による温度場の可視化は視覚によって温度分布の全体像を把握することができるため極めて有効な方法であるが、人間の色彩感覚が介在するため、精度の良い定量的計測や自動化はこれまで行われていなかった。著者らは、液晶の散乱反射光を透過波長帯の極めて狭い干渉フィルターによって分光し、液晶分布中から等波長領域を取り出すことによって、種々の波長に対する等温度場を決定する方法、即ち、狭帯域フィルター法を開発し、画像処理による等温線の検出に成功した。本報告は、狭帯域フィルター法の原理と校正結果及び画像処理技術を用いた等温線検出方法について述べたものである。

論文

Experimental studies on the thermal and hydraulic performance of the fuel stack of the VHTR, Part I; HENDEL single-channel tests with uniform heat flux

丸山 創; 高瀬 和之; 日野 竜太郎; 井沢 直樹; 菱田 誠; 下村 寛昭

Nucl.Eng.Des., 102, p.1 - 9, 1987/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:31.58

多目的高温ガス実験炉炉心燃料体を模擬した燃料体スタック実証試験装置(T$$_{1}$$)により、燃料チャンネル1本分に関する伝熱流動試験を行った。試験の結果、燃料棒の摩擦係数と熱伝達率は内面加熱時の平滑環状流路の値と比較して、それぞれ約20%、約15~60%高い値を示した。この原因として燃料棒表面に取り付けられたスペーサリブによる伝熱促進効果、あるいは両面加熱による熱伝達率の向上が考えられる。また低レイノルズ数域において、熱放射が有効な伝熱機構であることが確認された。

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