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測温抵抗体CTと相関解析による流路断面の瞬時温度・速度分布測定法の開発

电阻式温度检测器CT流道截面瞬时温度和速度分布测量方法的开发及相关分析

基本信息

批准号：
20K14669
负责人：
出島一仁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Shiga Prefecture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14669/
关键词：
抵抗線CT 温度分布相関解析応答補償温度分布測定測温抵抗体CT

项目摘要

熱流体機器の検査や評価のため，流路断面における流体の温度および速度分布を安価かつ簡便に測定する手法の開発が求められている．本研究では，医療分野などで利用されるCT（Computed Tomography）技術と，温度センサの一種である金属細線式測温抵抗体を組み合わせた温度分布測定法を開発する．加えて，流路上流と下流で同時に温度を測定し，その変動の位相差から流体の速度を推定することで，温度と速度の同時測定を実現することを目指す．2022年度は，主に推定された速度の検証と，それを用いた温度測定の応答補償に取り組んだ．抵抗線設置位置の下流に可視化観察用の透明流路を設置し，粒子画像流速計による測定分布測定との同時測定を行った．その結果，抵抗線で測定した温度の位相差にもとづく速度は，粒子画像流速計による断面平均速度の36％程度の値であることがわかった．ただし，抵抗線設置の都合で流路直径が大きくなってしまったことにより，拡大部で剥離が生じ，抵抗線部での流速が低下したことが強く影響した可能性がある．よって，装置の改良と更なる調査が必要となる．また，得られた流速を用いた応答補償を行った．直径100ミクロンの抵抗線に応答補償を行ったところ，直径10ミクロンと同等の測定結果を得ることができた．これにより，別途流速測定を行うことなく，十分な強度を持つ直径の大きい抵抗線で高応答な温度測定が実施できる見込みが得られた．一方で，コロナ禍やウクライナ戦争の影響で，導入予定であった計測機器が年度内に納品されず，低速での測定に留まった．よって，研究期間を1年延長し，より信頼性の高いデータを用いて高速な脈動流での温度分布測定や速度分布測定を行う予定である．

Thermal fluid machine inspection and evaluation, flow path cross-section, fluid temperature and velocity distribution, safety, simple measurement, method of development and evaluation. In this study, a new method for measuring temperature distribution of metallic fine wire thermometers was developed by using CT (Computed Tomography) technology in medical field. In addition, the temperature of the upper and lower flow of the flow path is measured simultaneously, and the phase difference of the movement is estimated. The temperature and velocity are measured simultaneously. In 2022, the main estimation is the verification of the velocity, and the compensation for the temperature measurement is selected. Transparent flow path setting for downstream visualization of resistance line setting position, measurement of distribution and simultaneous measurement of particle portrait anemometer. As a result, the phase difference of the temperature measured by the resistance line is 36% of the average velocity of the cross section measured by the particle profile anemometer. The flow path diameter of the resistance line is large, most of the flow path is separated, and the flow velocity of the resistance line is low. It is necessary to investigate the improvement of the device. The flow rate is zero. Diameter 100 The flow velocity measurement of different paths is carried out in different directions, and the resistance line is high and the temperature measurement is high. On the one hand, the impact of competition is introduced into the predetermined measurement machine, and the annual product is stored, and the low speed measurement is stored.よって，研究期间を1年延长し，より信頼性の高いデータを用いて高速な脉动流での温度分布测定や速度分布测定を行う予定である.