液体金属を用いた2成分系衝突噴流による高温面熱伝達の研究

1.二相噴流系における相似則二相流ドリフトフラックスモデルによる連続の式, 運動量およびエネルギー保存則を用いて, 二相噴流系における相似則を導出した. その結果, ノズル出口におけるボイド率, 流体速度, 形状因子, 気液の物性値比, ドリフト速度などが重要な因子となることが判明した. また, 境界条件から決定される相似則はノズル形状に依存するため, 最適ノズル形状決定後に検討する必要がある.2.二相噴流系流動特性に関する測定及び視覚観察結果について直管型ノズルを用いて空気-水系で行った. その結果, 二相噴流系の採用により乱れ領域の拡大が観察され, 伝熱特性の向上が予想された. しかしノズル径一気泡径比が小さい場合, 特にノズル流れの壁定区間が短かい場合には, 乱れ領域に於ける不均一な液膜厚さ分布や, 淀み点近傍における気泡バーストやそれに伴う飛散液滴の発生は二相流のもつ感動量やエネルギーの損失に繋がるため, 気泡による液膜内の乱れ促進効果の観点からは好ましくない. 一方, ノズル径一気泡径比が大きく, 整定区間を充分大きくとったノズルでは, 気泡は衝突直後にバーストすることなく, 液膜内を放射状に流れほぼ理想的な乱れ場を形成することが判った. ただ, 噴流による界面でのロールアップされた渦に帰因する孤立波が周期的に液膜表面に形成・伝播される. そして, 気泡はこの波の山に含まれ, 谷は液のみである. このことが伝熱特性に与える影響は今後の検討課題である.3.液体金属噴流系における測定技術の検討液体金属系二相噴流系流動状況の観察の要となる点電極プローブのコーティング材について検討した.

1.二相噴流系における相似則二相流ドリフトフラックスモデルによる連続の式, 運動量およびエネルギー保存則を用いて, 二相噴流系における相似則を導出した. その結果, ノズル出口におけるボイド率, 流体速度, 形状因子, 気液の物性値比, ドリフト速度などが重要な因子となることが判明した. また, 境界条件から決定される相似則はノズル形状に依存するため, 最適ノズル形状決定後に検討する必要がある.2.二相噴流系流動特性に関する測定及び視覚観察結果について直管型ノズルを用いて空気-水系で行った. その結果, 二相噴流系の採用により乱れ領域の拡大が観察され, 伝熱特性の向上が予想された. しかしノズル径一気泡径比が小さい場合, 特にノズル流れの壁定区間が短かい場合には, 乱れ領域に於ける不均一な液膜厚さ分布や, 淀み点近傍における気泡バーストやそれに伴う飛散液滴の発生は二相流のもつ感動量やエネルギーの損失に繋がるため, 気泡による液膜内の乱れ促進効果の観点からは好ましくない. 一方, ノズル径一気泡径比が大きく, 整定区間を充分大きくとったノズルでは, 気泡は衝突直後にバーストすることなく, 液膜内を放射状に流れほぼ理想的な乱れ場を形成することが判った. ただ, 噴流による界面でのロールアップされた渦に帰因する孤立波が周期的に液膜表面に形成・伝播される. そして, 気泡はこの波の山に含まれ, 谷は液のみである. このことが伝熱特性に与える影響は今後の検討課題である.3.液体金属噴流系における測定技術の検討液体金属系二相噴流系流動状況の観察の要となる点電極プローブのコーティング材について検討した.