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極低温流体の流動不安定現象に関する研究

低温流体流动失稳现象研究

基本信息

批准号：
01550182
负责人：
長谷川修
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kurume National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

極低温流体として超臨界圧ヘリウムを対象として実験および解析を行った。既存の液体窒素二相流不安定解析コ-ドを修正し、線型安定判別計算を行った。その結果、(i)伝熱管内でヘリウムが擬臨界曲線近傍の大きな物性値変化を経験することが、流れが不安定になる主要因である。(ii)周期は通過時間のほぼ1.4倍で、発生した不安定は密度波不安定であると考えられる。(iii)安定判別マップを作成し、不安定化の要因について調べた。次に実験を行った。実験範囲は、圧力が0.226〜0.42MPa、質量流量が0.03〜0.15g/s、入口温度5.2〜6.0kである。その結果、加熱入力を増すにつれてA,B,Cの順で次の3種類の振動現象が観察された。(A)低加熱入力で発生する、0.7〜1.2秒の周期をもつ振動の圧力、流量ともに振動するが、出口圧力振動振巾が非常に大きいことが特徴である。これは、主に、出口配管(管内で液体ヘリウム温度〜室温の温度変化がある)で発生するヘルムホルツ型音波振動であると考えられる。(B)周期が11〜76秒と非常に長い振動。これは、加熱部内の加熱、および出口配管での熱侵入による加熱が原因となって発生した密度波振動であると考えられる。(C)周期が0.8〜2.9秒の振動。これは上記解析結果と、振動発生境界、周期ともによく一致する。従って、加熱部内での加熱が原因となって発生した密度波振動であると考えられる。以上の振動はすべて、入口温度が擬臨界温度以下であるとき発生した。更に、B,Cの振動は管内で流体が擬臨界曲線を横切るように加熱され、その際物性値の大きな変化を経験することに生じることから上記解析結果、ならびにThurstonら多くの研究者の実験結果が裏付けられた。

Cryogenic fluids and supercritical fluids The existing two-phase flow instability analysis of liquid components was corrected and the linear stability determination calculation was performed. The results are as follows: (i) The main cause of instability in heat transfer tubes is the change of physical properties near the pseudo-critical curve. (ii)Cycle time is 1.4 times longer than normal, and the density wave is unstable. (iii)The main cause of instability is to determine the stability of the system. The second time, it was done. Pressure: 0.226 ~ 0.42MPa, mass flow: 0.03 ~ 0.15g/s, inlet temperature: 5.2 ~ 6.0k. As A result, three kinds of vibration phenomena were observed in the order of A,B and C. (A)Low heating input force is generated, 0.7 ~ 1.2 second period, vibration pressure, flow rate, vibration, outlet pressure vibration is very large. The main pipe and outlet pipe (the liquid inside the pipe changes temperature from room temperature to room temperature) generate sound wave vibration. (B)The period is from 11 to 76 seconds. The heat in the heating part and the heat in the outlet pipe cause the density wave vibration. (C)Cycle 0.8 ~ 2.9 seconds of vibration. The results of the analysis, the vibration generation state, and the period are consistent. The reason for heating in the heating part is that density wave vibration occurs. The above vibration occurs when the inlet temperature is below the pseudo-critical temperature. In addition, B,C vibration tube fluid quasi-critical curve transection, heating, and physical properties of the large change, the analysis results, Thurston, many researchers 'results.