超電導マグネットの冷却に関する流動と伝熱の包括的研究

超导磁体冷却的流动和传热综合研究

• 批准号: 62050042
• 负责人: 伊藤 猛宏
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Fusion Research
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62050042/
• 关键词: ヘリウム; 超臨界圧ヘリウム; 熱物性価; 極小熱流束; 最大通電量; 過渡プール沸騰; 流動不安定現象; 特性曲線法

1.超臨界圧強制対流伝熱の基本特性過渡プール沸騰熱伝達等の実験において実用性の高い解析結果を得るために, 短時間で熱伝導率および比熱の測定ができる方形波パルス加熱による非定常測定法を検討し, その測定原理を検証するとともにベークライトおよびテフロンの熱物性値の測定を行った. 結果は, 両材料共に報告されている値と近い値を示した.2.プール沸騰の限界条件の基本的性質とその制御飽和液体ヘリウムの定常沸騰熱伝達に対する低熱伝導性材料被覆層の影響に関して, 本年度は, 特にUnconditional Stabilityなど定常安定性基準と深い関係にある極小熱流束の定量化などを図るため, 昨年度行ったテフロン被層での実験に加え, formvarおよびSUS304被覆層に関する沸騰実験を行い, 極小熱流束条件と被覆層材料熱物性および被覆層厚さとの相関を定量化し, 低熱伝導性材料被覆による安定化導体最大通電量に関する設計資料を得た.3.過渡プール沸騰の総合的特性(1)液体ヘリウム1における飽和臨界熱流束を系圧力24.4〜198.6kPa, 水平円柱直径0.3,0.5,1.2,2.0mmで求め, 超臨界圧近傍のその値をも良く記述する表示式を与え, 利用し得る他の液体のデータに対する有効性を検討した. (2)液体ヘルウム1における定常臨界熱流束を越えて, ある寿命をもって存在する準定常核沸騰現象が, 先に本研究者が水において発見したと同様存在することを確認すると共に準定常状態に至る波形の影響を定量的にに考察し, 準定常値の寿命を予知する方法を検討した.4.超臨界圧流体の流動安定性極低温流体の流動不安定現象の実験的・解析的研究を行った. 液体窒素の場合の研究はほぼ完了し, 超臨界圧ヘリウムの流動不安定現象の研究のための実験装置を設計・制作し予備実験を行った. また, 超臨界圧ヘリウムの変物性を考慮した, 特性曲線法による流動安定性解析コードの開発に着手し, 熱流束や入口圧力に外乱が加わった場合の系の過渡応答特性の計算を数ケース行った.

1. Supercritical pressure stress flow heat transfer basic characteristics transition boiling heat transfer etc. practical high resolution results obtained in a short time thermal conductivity and specific heat measurement square wave heating unsteady measurement method for the determination of the principle of the determination of thermal properties. 2. Basic properties of boundary conditions for boiling and control of saturated liquids; 3. Effects of coatings on steady boiling heat transfer of low thermal conductivity materials; 4. Quantitative analysis of minimum heat flux; 5. The correlation between thermal properties of coating materials and coating thickness was quantified under the condition of minimum heat flux. Design Data for Maximum Energization of Stabilized Conductors Coated with Low Thermal Conductivity Material Obtained. 3. Integrated Characteristics of Transition Boiling (1) Liquid Phase 1: Saturated Critical Heat Flux System Pressure 24.4 ~ 198.6 kPa, Horizontal Column Diameter 0.3, 0.5, 1.2, 2.0 mm Obtained. The use of other liquids to improve the quality of the product is discussed. (2)The steady state critical heat flux of liquid is more than one time, and the life of liquid is more than one time. The quasi-steady nucleate boiling phenomenon exists. First, the quasi-steady state critical heat flux of liquid is more than one time. 4. Flow Stability of Supercritical Pressure Fluids and Analytical Study of Flow Unstability of Cryogenic Fluids. The study of fluid flow instability in supercritical pressure systems was completed. The design, fabrication and implementation of the equipment were carried out. In addition, the calculation of the transient response characteristics of the system under the condition of supercritical pressure and inlet pressure is carried out by considering the various properties of the system, characteristic curve method, flow stability analysis and development.

项目成果

近藤哲也,福田研二,長谷川修,西義久,狩野透: 日本機械学会論文集 B編.

Tetsuya Kondo、Kenji Fukuda、Osamu Hasekawa、Yoshihisa Nishi、Toru Kano：日本机械工程师学会会议录，B 卷。

近藤哲也,福田研二,長谷川修,西義久,狩野堂: 九州大学総合理工学研究科報告. 9. 231-238 (1987)

Tetsuya Kondo、Kenji Fukuda、Osamu Hasekawa、Yoshihisa Nishi、Kanodo：九州大学研究生院科学与工程报告。9. 231-238 (1987)。

近藤哲也,福田研二,長谷川修,日山英明,笠浩之: 日本機械学会論文集 B編. 54. (1988)

Tetsuya Kondo、Kenji Fukuda、Osamu Hasekawa、Hideaki Hiyama、Hiroyuki Kasa：日本机械工程师学会会议记录，第 B. 54 卷（1988 年）

伊藤猛妙,高田保彦 久保田裕己,本並鉄二: 日本機械学会論文集 B編.

Takemi Ito、Yasuhiko Takada、Hiroki Kubota、Tetsuji Honnami：日本机械工程师学会会议录，B 卷。

G.R.Chandratilleke 西尾茂文: 低温工学.

G.R.Chandratilleke Shigefumi Nishio：低温工程。