放射性物質除去の為のベンチュリスクラバの流動機構と作動特性に係る実験・数値的研究

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原子力発電所のフィルター付ベント時のための機器の主要構成要素である，ベンチュリースクラバーの流動を実験的，数値的に把握し，さらに流動評価手法を構築することを目的とした実施したものである．まず，ベンチュリースクラバー内の熱流動挙動を評価する手法として，流動挙動の机上検討と必要とする計算資源の観点から，二流体モデルを用いた一次元二相流数値解析による評価手法の構築を提案し，開発した．合わせて流動の評価値の誤差による除染係数への影響を評価する手法を提案した．次に，評価手法の妥当性を確認するため，試験装置の製作を行うとともに，同装置を用いて実験的な流動の解明に取り組んだ．その結果，内部に形成される流れに対して，既存研究との類似点を確認しただけでなく，圧縮性の影響によるベンチュリースクラバー内への液相の流入停止とこれに伴う二相流の不形成（自吸停止現象）や，ベンチュリースクラバー拡大部での複雑な液滴発生機構など，これまで報告のない現象を明らかにした．また，ベンチュリースクラバーの除染性能に関わる定量的な熱流動データとして，液滴径や液滴量などを取得し，手法検証のためのデータベースを構築した．構築した実験データベースとの比較検討により，一次元二流体モデルを用いた流動評価手法の検証を行い，その妥当性を確認した．また，自吸停止現象を含む自吸のメカニズムや，高気相速度条件下での拡大部液膜上における局所的な液滴発生現象の機構について考察し，評価手法へ組み込むための流動モデルの構築や，手法への組み込みを実施した．以上の成果に関して，投稿論文を一件，査読付き国際学会の口頭発表を一件，査読無し国内学会の口頭発表を二件発表した．さらに，日本原子力学会熱流動部会から部会賞として奨励賞を授与された．