強い温度勾配を有するマイクロ温度境界層の高速計測

强温度梯度微温度边界层的高速测量

• 批准号: 15656056
• 负责人: 久木田 豊
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656056/
• 关键词: 温度境界層; 光学測定

高サブクール水中の薄膜伝熱面を直流電源を用いてステップ状に直接通電加熱する実験を行い,併せて沸騰開始前に形成される温度境界層ならびに過熱液層に関する数値計算を行った.沸騰開始時の気泡高さの高速度ビデオ画像(400fps)による計測結果と数値計算による過熱液層厚さを比較したところ,本計算による沸騰開始時の代表的液膜厚さ(25μm)と実測された初生時の気泡サイズは概ね一致した.また,沸騰開始条件が,初期サブクール度によらず,壁面過熱度ならびに過熱液層厚さによって与えられることを見出した.このような知見は原子炉の想定反応度事故における蒸気ボイドによる反応度抑制効果(ボイドフィードバック効果)の予測等のために有用な知見である.この結果については日本原子力研究所の研究委員会等で報告した.強い温度勾配を有するマイクロ温度境界層では,境界層を通過する光線が大きな屈折を受けるため,干渉計による計測は一般に困難である.本研究は,逆に屈折を利用して軸対象温度境界層の温度分布を測定するという着想に基づいている.屈折光の検出には直進参照光との干渉を用いる.当初からマイクロ温度境界層による実験を行うことは困難であるため,スケールアップした実験により成立性の確認を行うこととした.試験部は大気圧の空気中に設置した直径2mmのステンレス管であり,スイッチング回路に寄り急加熱した.He-Neレーザー(波長632.8nm)を,直径4.90mmの平行光とし,スプリッタによって分光された被検光を試験部にわずかに接するように調整した.試験部から比較的近い位置で参照光と干渉させれば,通常のマッハツェンダー干渉計と同様に直進成分の位相変化による干渉縞が得られるが,境界層厚さにくらべてはるかに大きな距離で屈折による影響が支配的となり,境界層外を直進する光との干渉によって,経路の温度分布に依存した干渉縞を生ずることを光線追跡計算と実験により確認した.

High サ ブ ク ー の ル water film 伝 を を dc power supply with hot surface い て ス テ ッ プ shape に direct electrical heating す る be 験 を い, and せ て に form prior to the start of the boiling さ れ る temperature boundary layer な ら び に superheated liquid layer に masato す る line the numerical calculation を っ た. High boiling at the beginning of the の 気 bubble さ の high speed ビ デ オ portrait (400 FPS) に よ る と measuring results the numerical computing に よ る superheated liquid layer thick さ を compare し た と こ ろ, this calculation に よ る boiling の representatives at the beginning of liquid film thickness さ (25 microns) と be measured さ れ た when primary の 気 bubble サ イ ズ は almost consistent ね し た. ま た, が began boiling condition, the initial サ ブ ク ー ル degrees に よ ら ず, wall superheat な ら び に superheated liquid layer thick さ に よ っ て and え ら れ る こ と を shows し た. こ の よ う な knowledge は reactor の'd like to book the 応 degrees accident に お け る steamed 気 ボ イ ド に よ る 応 degrees restrain unseen fruit (ボ イ ド フ ィ ー ド バ ッ ク unseen fruit) の to measure such as の た め に な useful knowledge で あ る. こ の results に つ い て は day The research committee of the Institute of Primordial Force, etc. で report た た. Strong い temperature hook match を have す る マ イ ク ロ temperature boundary layer で は, boundary layer を through す る light が big き な inflectional を by け る た め, dry involved meter に よ る measuring は general に difficult で あ る. は, inverse に inflectional を using し て axial temperature distribution as the temperature boundary layer の seaborne を determination す る と い think う に base づ い て い る. Flexor refraction の 検 out に は straight into the reference light と の dry involved を with い る. Original か ら マ イ ク ロ temperature boundary layer に よ る be 験 を line う こ と は difficult で あ る た め, ス ケ ー ル ア ッ プ し た be 験 に よ り line set up sex の confirm を う こ と と し た. Test of large は 気 圧 の empty 気 に set し た diameter 2 mm の ス テ ン レ ス tube で あ り, ス イ ッ チ ン グ mail loop に り urgent heating し た. He - Ne レ ー ザ ー (632.8 nm) wavelength を, diameter of 4.90 mm の parallel light と し, ス プ リ ッ タ に よ っ て spectral さ れ た was 検 を light test department に わ ず か に meet す る よ う に adjustment Youdaoplaceholder0 た. Test department か ら comparison nearly い position で reference light と dry involved さ せ れ ば, usually の マ ッ ハ ツ ェ ン ダ ー dry involved meter と with others に straight into component の phase - change に よ る dry involved stripe が have ら れ る が, boundary layer thickness さ に く ら べ て は る か に big き な distance で inflectional に よ る affect が dominate と な り, outside the boundary layer を straight into す る light と の dry involved に よ っ て, 経 road The <s:1> temperature distribution に depends on the た, the た, the を, the ずる, the とを, the ray tracing calculation, the と experiment, the によ and the confirm the た.

项目成果

高サブクール過渡沸騰時のボイド発生挙動に関する研究

高过冷瞬态沸腾过程中空穴生成行为的研究

• 发表时间: 2003
• 期刊: 流体熱工学研究 38-12
• 作者: 山本孝文;久木田 豊
• 通讯作者: 久木田 豊

山本孝文, 久木田 豊: "高サブクール過渡沸騰時のボイド発生挙動に関する研究"流体熱工学研究. 38-12. 13-18 (2003)

Takafumi Yamamoto，Yutaka Kukita：“高过冷瞬态沸腾过程中空隙生成行为的研究”流体热工程研究 38-18 (2003)。