キャビテーションによって誘起されるHeI-HeII間のλ相転移の研究

空化引起的HeI和HeII之间的λ相变研究

• 批准号: 13875190
• 负责人: 村上 正秀
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13875190/
• 关键词: キャビテーション; λ相転移; 超流動ヘリウム; ボイド率; 気泡流; ベンチュリー流路; λ-相転移; 液体ヘリウム; 可視化法

本実験ではキャビテーションは矩形断面ベンチュリ流路のスロート下部より発生させた。先ず、圧力測定と可視化より超流動ヘリウム(He II)と常流動ヘリウム(He I)のキャビテーションの特徴が比較された。He II中では、He Iに比較して気泡直径が大きく、また発生直後に急成長し、かつ下流にまでキャビテーション気泡の生成・発達が持続することが確認された。これは、He II中の超熱伝導性による潜熱供給の容易性の他、λ点近傍における比熱の特異性及びヘリウム蒸気密度の強い温度依存性によることが明らかとなった。また気泡の生成・成長に際しての蒸発潜熱供給に伴う周囲液体の温度低下は、He Iで大きく、両液相境界のλ温度近傍のHe I相ではキャビテーションに伴いHe II相へのλ相変化が生じることも確認された。この現象を利用、すれば、He I中のキャビテーションを用いた局所的な超流動ヘリウム混相流冷却システムの開発も可能である。加えてこのキャビテーション発生による温度低下量とボイド率の理論関係式を導いたが、これは実験結果と定性的に一致した。また定量的な比較を行う為に静電容量計測によるボイド率センサーを開発し、その校正・評価を行った。最後に、本研究のような実用的環境下では、液体ヘリウム中でのキャビテーションの未発生限界の過熱度は約1.6kPaであり、キャビテーションはむしろ容易に発生することが判明した。

This section is divided into a rectangular section, a flow path, and a lower section. First, the mechanical measurement system can be used to determine the normal flow performance (He I) of the supercurrent activity monitoring system (He II). In He II, the diameter of the bubble is larger than the diameter of the bubble, the diameter of the bubble is larger, the diameter of the bubble is larger than the diameter of the bubble. Temperature dependence, temperature dependence and temperature dependence. The temperature of the liquid phase is close to the temperature of the He I phase, the temperature of the liquid phase, the temperature, the temperature, the temperature, For example, in He I, it is possible to use the superflow system of the local office to cool the miscible flow. In addition, it is necessary to measure the temperature at low temperature, the rate of temperature, the rate of temperature, the temperature and the temperature. The quantitative comparison lines are the static capacity calculation, the operating temperature, the operating rate, the operating temperature, and the correction rate. At the end of this study, the environmental conditions used in this study, the level of environmental pollution in the environment and the limit of hygiene in this study is about 1.6kPa, and it is easy to determine the accuracy.

项目成果

T.Ishii, M.Murakami: "Temperature Measurement and Visualization Study of Liquid Helium Cavitation Flow Through Venturi Channel"Advances in Cryogenic Engineering. 47A. 1421-1428 (2002)

T.Ishii、M.Murakami：“通过文丘里通道的液氦空化流的温度测量和可视化研究”低温工程进展。

石井崇: "ベンチュリー管を用いたヘリウムの2つの液相におけるキャビテーション"流体力学会年会2001 講演論文集. 567-568 (2001)

Takashi Ishii：“使用文丘里管在氦气的两个液相中发生空化”2001 年流体动力学学会年会论文集。567-568 (2001)

T.Ishii, M.Murakami: "Study of liquid helium cavitation flow through Venturi channel"Proc. 19th International Cryogenic Engineering Conference. (発行予定). (2002)

T.Ishii，M.Murakami：“通过文丘里通道的液氦空化流的研究”，第 19 届国际低温工程会议（即将出版）。

T. Ishii: "Measurement and Visualization Study of Liquid Helium Cavitation Flow Through Venturi Channel"Advances in Cryogenic Engineering. 47A(発表予定). (2002)

T. Ishii：“通过文丘里通道的液氦空化流的测量和可视化研究”《低温工程进展》47A（即将发表）。