浸漬冷却型大型超伝導導体の現実に即した液体ヘリウムの熱伝達に関する研究

基于浸没冷却大型超导实际的液氦传热研究

• 批准号: 08750256
• 负责人: 岩本 晃史
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750256/
• 关键词: 液体ヘリウムの熱伝達; 浸漬冷却型大型超伝導導体

浸漬冷却型大型超伝導導体の安定性解析のための熱伝達特性について評価を行った。本研究では一般的に行われていた平板による熱伝達測定ではなく矩形の断面を持つ試料の熱伝達、すなわち平板の伝熱面を同一試料上に4面持つ試料に対する熱伝達の測定を行った。その結果を用いて平板試料の測定結果との比較を行い、その形状の効果について明らかにした。試料は18×18mm^2(断面)72mm(長さ)の銅ブロック、加熱用のヒーターはその断面の中心に長さ方向に対し全長にわたり埋め込んだ。表面処理は表面の研磨のみを行い表面粗さを10μm以下にした。温度の計測は伝熱面より1mmの深さに取り付けた熱電対により行った。測定は伝熱面角度を0°(試料:水平)〜90°(試料:垂直)の間で15°の間隔で変化させ行った。実験結果と平板試料の特性との比較のために、次の式により平板試料に関する測定結果の換算を行った。この時、平板試料の表面処理は本測定用試料とほぼ同一である。{( A°)+( 90°)×2+( 180°-A°)}/4=[ A°] (1)( A°): 平板試料の伝熱面角度A°における熱伝達特性[ A°]: 本測定用試料の伝熱面角度A°に関し、平板試料の測定値を適用した計算を行った熱伝達特性の換算値(本試料が伝熱面角度A°の時、その試料中のそれぞれの平面は平板試料の伝熱面角度A°、90°、180°-A°を持つ。)(1)式による換算結果と本測定結果を比較すると、核沸騰熱伝達率、限界熱流束はほぼ一致したが膜沸騰熱伝達率、最小熱流束は測定結果の方が低くなるという結果となった。この膜沸騰熱伝達率、最小熱流束の測定値と換算結果の比は全ての伝熱面角度に対して約0.7であった。これは膜沸騰状態では試料である銅ブロックの全表面をヘリウムガス膜が覆い、表面への冷媒の供給経路が減少するためであると考えられる。

Analysis of Stability of Immersion-cooled Large Superconductors and Evaluation of Thermal Transmission Characteristics This study was conducted on the basis of a general method of measuring the thermal conductivity of a flat plate, a rectangular cross section, a flat plate, and a 4-sided sample on the same sample. The results are compared with the results of the plate test, and the results of the shape test are compared with each other. Sample 18×18mm^2(section)72mm(length) copper foil, heating material, center of section, length, total length Surface roughness: 10μm or less The temperature measurement is carried out at a depth of 1mm and a temperature measurement is carried out at a depth of 1 mm. Measure the angle of heat transfer surface from 0°(sample: horizontal) to 90°(sample: vertical) at intervals of 15°. Comparison of results and characteristics of plate samples and conversion of results of plate samples The surface treatment of the test sample for this measurement is the same as that for the test sample for this measurement. {( A°)+( 90°)×2+( 180°-A°)}/4=[ A°] (1)( A°): Thermal surface angle of plate sample A° Thermal transmission characteristics [ A°]: The measurement value of the sample for this measurement is applicable to the calculation of the conversion value of the thermal conductivity characteristics of the plate sample (the sample for this measurement has a thermal surface angle of A°, and the sample for this measurement has a thermal surface angle of A°, 90°, and 180°-A°) (1)The results of the conversion are compared with the results of the measurement. The heat transfer rate of nucleate boiling is consistent with the heat transfer rate of film boiling. The results of the measurement of minimum heat transfer are low. The ratio of the measured values of the film boiling heat transfer rate and the minimum heat flux to the total heat transfer surface angle is about 0.7. The film boiling state of the sample is the whole surface of the copper film, the surface of the freon supply circuit is reduced.