固液系と液液系における蒸気膜崩壊機構

固-液和液-液系统中的汽膜塌陷机理

• 批准号: 07226211
• 负责人: 菊地 義弘
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07226211/
• 关键词: 蒸気膜崩壊; 固液系; 液液系; 圧力波; 整合崩壊; 不整合崩壊

(1)まず,固液系における蒸気膜崩壊機構を調べるため,高温(800℃)の銀円柱試験体(直径20mm,長さ70mm)をサブク-ル度ΔT_<sub>=0〜30Kの水中で浸漬冷却する実験を行った。最小膜沸騰温度T_<min>が高い場合(>300℃),局所的な崩壊(不整合崩壊)が伝熱面全体に伝播するが,T_<min>が高いほど蒸気膜崩壊速度vが小さくなった。この傾向は外乱によってT_<min>が高められても同様であった。そして,ΔT_<sub>が大きいほどvが大きくなった。一方、T_<min>が低い場合(<250℃),高速度ビデオカメラの1コマ(0.5ms)より速い崩壊(整合崩壊)が観測された。整合崩壊では瞬時に0.1MPa以上の鋭い圧力ピークが生じたが,不整合崩壊ではリップル状の弱い圧力変動が持続されるだけであった。(2)つぎに,液液系における蒸気膜崩壊機構を調べるため,溶融錫またはウッドメタル(5g,初期温度T_h=400〜800℃)をサブク-ル度ΔT_<sub>=30〜80Kの水中に落下する実験を行った。溶融錫の場合,ΔT_<sub>が大きく,且つ,T_hが高いほど蒸気爆発の発生確率が大きくなり,ΔT_<sub>=80K,T_h=800℃の条件では,100%の発生確率となった。この温度条件は固液系における不整合崩壊の生じるT_<min>の場合に相当するが,液液系では,整合崩壊に似た大きな圧力波(>0.3MPa)を伴う蒸気爆発に至った。一方,ウッドメタルの場合,蒸気爆発の発生確率が小さく,また,低い圧力上昇しか生じなかった。(3)今後,蒸気膜崩壊機構を詳細に検討するため,固液界面や液液界面の局所温度を測定するとともに,蒸気膜崩壊から蒸気爆発に至る機構を説明するため,理論モデルを開発する必要がある。

(1) ま ず, solid-liquid に お け る steamed 気 membrane collapse 壊 institutions を adjustable べ る た め, high temperature (800 ℃), silver has drifted back towards &yen; の column test body (20 mm in diameter, 70 mm long さ) を サ ブ ク ル degrees - Δ T_ < sub > = 0 ~ 30 k の で dipping in water cooling す る be 験 を line っ た. Minimum film boiling temperature T_ < min > high が い occasions (> 300 ℃), bureau of な collapse 壊 (unconformity avalanche 壊) が 伝 hot face all に 伝 sowing す る が, T_ < min > high が い ほ ど steamed 気 壊 membrane crack velocity v が small さ く な っ た. The であった tends to be in a によって external disorder によってT_<min>が is high められて によって is the same as であった. Youdaoplaceholder0 て て,ΔT_<sub>が large が ほ ほ <s:1> vが large くなった くなった. Low side, T_ < min > が い occasions (< 250 ℃), high speed ビ デ オ カ メ ラ の 1 コ マ (0.5 ms) よ り speed い collapse 壊 (integrated avalanche 壊) が 観 measuring さ れ た. Integrate collapse 壊 で は instantaneous に above 0.1 MPa の sharp い pressure ピ ー ク が raw じ た が, unconformity collapse 壊 で は リ ッ プ ル shape の weak い pressure - move が hold 続 さ れ る だ け で あ っ た. (2) つ ぎ に, liquid-liquid system に お け る steamed 気 membrane collapse 壊 institutions を adjustable べ る た め, melt tin ま た は ウ ッ ド メ タ ル (T_h = 5 g, initial temperature of 400 ~ 800 ℃) を サ ブ ク ル degrees - Δ T_ < sub > = 30 ~ 80 k の water falling に す る be 験 を line っ た. Melt tin の occasions, Δ T_ < sub > が big き く, and つ T_h が high い ほ ど steam explosion 気 発 の 発 born of probabilistic が big き く な り, Δ T_ < sub > = 80 k, T_h = 800 ℃ の conditions で は, 100% の 発 born of probabilistic と な っ た. こ の temperature は solid-liquid system に お け る unconformity collapse 壊 の raw じ る T_ < min > の occasions に quite す る が, liquid-liquid system で は, integrate collapse 壊 に like た big き な pressure wave (> 0.3 MPa) を with う steam explosion 気 発 に to っ た. On the one hand, in ウッドメタ また situations, the probability of steam explosion occurrence が is small さく,また, and the low low pressure rise <s:1> will generate じな った った. (3) in the future, steamed 気 membrane collapse 壊 institutions を detailed に beg す 検 る た め, solid-liquid interface や liquid-liquid interface の を bureau temperature measurement す る と と も に, steamed 気 membrane collapse 壊 か ら steam explosion 気 発 に to る agencies を illustrate す る た め, theory モ デ ル を open 発 す る necessary が あ る.

项目成果

菊地他3名: "膜沸騰の蒸気膜崩壊に伴う圧力パルス" 日本原子力学会1996年春の年会要旨集. 1. E4 (1996)

Kikuchi 和其他 3 人：“薄膜沸腾中与蒸气膜塌陷相关的压力脉冲”日本原子能学会 1996 年春季年会摘要 1. E4 (1996)。