極低温マイクロスラッシュ二相流を用いた超伝導冷却システムの開発

利用低温微泥两相流开发超导冷却系统

• 批准号: 17686015
• 负责人: 石本 淳
• 金额: $ 18.89万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17686015/
• 关键词: 混相流; スラッシュ; 極低温; 固液二相流; 微粒化; 超伝導; 管内流; 冷却

加圧過冷却液体窒素流と極低温ヘリウムガスの高速流の衝突により固体窒素の生成とマイクロ微粒化を可能にするマイクロスラッシュ二流体エジェクターノズルを新たに開発した.続いてこの新型二流体ノズルを用いたマイクロスラッシュ生成システムを構成し,基本性能に関するPIV可視化画像計測を行い極低温二相微粒化流動特性に関する検討を行うとともにCFD計算結果との比較検討を行った.その結果,以下の知見を得た.1.マイクロスラッシュ噴霧流に関するPIV計測を行うことにより,マイクロスラッシュはノズル出口から数mm程度の区間で非常に粒子数密度の高い領域をもって形成され,スラッシュ噴霧角は非常に小さくスラッシュ相流速-周囲気相流速スリップ比はかなり大きい値を有することを明らかにした.2.極低温ヘリウムガスの流量を増大させると,微粒化が促進され小粒径マイクロスラッシュの生成頻度が増大するが,粒子数密度は減少することを明らかにした.さらにマイクロスラッシュ粒子微粒化に際しては,過冷却液体窒素と寒剤である極低温ヘリウムガスの供給流量に最適値が存在する可能性があることを明らかにした.3.CFD解析により,可視化実験によっては流動現象の把握が不可能であるノズル内領域における微粒化メカニズムが明らかにするとともに,マイクロスラッシュの生成領域に関しPIV計測結果との良好な一致を確認し,ノズル最適設計に対するCFD利用の有効性を示した.

High speed flow of supercooled liquid under high pressure and low temperature may lead to the formation of solid phase and particle size. A comparative study of the results of CFD calculations was carried out on the basic performance of PIV visual profiling. The results are as follows: 1. PIV measurement of spray flow is carried out in the range of several mm from the exit to the formation of high particle number density areas. The spray angle is very small, the phase velocity is very small, the phase velocity is very small, the particle number density is very small, the particle number density is very small. In the case of particle atomization, the possibility of existence of optimum value of supply flow rate of supercooled liquid at extremely low temperature is discussed. 3. CFD analysis is carried out to visualize the flow phenomenon and to grasp the possibility of particle atomization in the inner field. Good agreement between PIV measurement results and CFD utilization was confirmed in the field of optimization design.

项目成果

Numerical Analysis of Cavitating Flow of Magnetic Fluid in a Vertical Venturi Channel

垂直文丘里通道中磁流体空化流的数值分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: JSME International Journal 48・3
• 作者: T. Fukao;A. Yuzuriha;T. Suzuki;T. Kanzawa;et. al.;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;大平勝秀;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto
• 通讯作者: Jun Ishimoto

Numerical and Experimental Study on the Cavitating Flow Characteristics of Pressurized Liquid Nitrogen in a Horizontal Rectangular Nozzle

• DOI: 10.1115/1.1928916
• 发表时间: 2005-11
• 期刊: Journal of Pressure Vessel Technology-transactions of The Asme
• 影响因子: 1
• 作者: J. Ishimoto;M. Onishi;K. Kamijo

Integrated CFD Approach of the Liquid Atomization Mechanism in an Injector Nozzle

喷射器喷嘴中液体雾化机制的集成 CFD 方法

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the 10th International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems (ICLASS-2006) (in CD-ROM)
• 作者: T. Fukao;A. Yuzuriha;T. Suzuki;T. Kanzawa;et. al.;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;大平勝秀;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto
• 通讯作者: Jun Ishimoto

Reality Coupled Computation of Complex Multiphase Flow

复杂多相流的现实耦合计算

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceeding of the 3rd International Conference on Flow Dynamics
• 作者: T. Fukao;A. Yuzuriha;T. Suzuki;T. Kanzawa;et. al.;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;大平勝秀;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto;Jun Ishimoto
• 通讯作者: Jun Ishimoto

極低温マイクロスラッシュ生成システム

低温微雪泥发生系统

• 发表时间: 2006