配管系における複雑乱流場の流動特性に関する研究(先行基礎工学研究に関する共同研究報告書)

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 配管系における複雑乱流場の流動特性に関する研究(先行基礎工学研究に関する共同研究報告書)
• Author/Editor: 須藤 浩三; 檜原 秀樹; 村松 壽晴
• Author Heading: 須藤 浩三; 檜原 秀樹; 村松 壽晴
• Publication Date: 2002-03
• Publication Date (W3CDTF): 2002-03
• Alternative Title: None
• Periodical title: JNC TY9400 2002-001
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 各種プラントの配管系では、高温と低温の流体が混合するT字形配管合流領域において、機器や配管に高サイクルの熱疲労が発生する。この現象はサーマルストライピングと呼称され、その研究は高速増殖炉の安全性および設計の点からも重要となる。このサーマルストライピング現象の原因を解明するには、T字形配管合流領域の温度変動特性だけでなく、複雑な流れ場の流動特性についても詳しく調べる必要がある。そこで、本研究では、まずT字形配管合流領域において色素流脈法およびスモーク法を用いた流れの可視化を行い、主管内に噴出する枝管からの流れの挙動を調べた。そして、その結果に基づき、速度波形および 3方向の時間平均と速度変動の相互相関の測定を熱線を使って行い、合流部下部の流れに及ぼす各種パラメータ\{主管流レイノルズ数、流速比(主管流と枝管流れの断面平均流速の比)および口径比(主管径と枝管径の比)\}の影響について調べた結果、以下のような知見を得た。1)合流後の流れは主管内に噴出した後の枝管流の挙動により大きく 3種類の流動パターン、すなわち成層分離流、偏向噴流、衝突噴流に分類でき、レイノルズ数Re=500$\sim$5000、流速比$\beta$=0.1$\sim$10、口径比$\alpha$=2.0$\sim$5.0の範囲ではG1($\alpha$,$\beta$,Re)$\geqq$1の場合には、成層分離流、G1($\alpha$,$\beta$,Re)$<$1かつG2($\alpha$,$\beta$,Re)$\geqq$1の場合には偏向噴流、G2($\alpha$,$\beta$,Re)$<$1の場合には衝突噴流となる。ここで、G1($\alpha$,$\beta$,Re)=20.8・$\alpha$・$\beta$の1.26・Reの-0.737乗、G2($\alpha$,$\beta$,Re)=20.1・$\alpha$・$\beta$の1.86・Reの-0.138乗 2)枝管からの流れが偏向流となる場合は、アーチ渦状の渦列がみられ、その渦の放出周波数は流速比が小さく、かつレイノルズ数が大きいほど高くなる。3)枝管からの流れが偏向噴流となる場合には、軸方向速度の周波数スペクトルに卓越周波数がみられ、この卓越周波数が渦の放出周波数に相当する。また、卓越周波数 fより得られるストローハル数Sr=f・Dm/Wm(Dm:主管径、Wm:主流の断面平均流速)は、レイノルズ数Re=5000$\sim$50000、流速比$\beta$=0.33$\sim$2.0、口径比$\alpha$=2.04$\sim$5.20の範囲ではSr=1.06($\alpha$の-1乗・$\beta$・Reの0.2乗)の-0.353乗なる式で近似できる。; None
• Source: /JNC-TY9400-2002-001.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JNC-TY9400-2002-001.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: 各種プラントの配管系では、高温と低温の流体が混合するT字形配管合流領域において、機器や配管に高サイクルの熱疲労が発生する。この現象はサーマルストライピングと呼称され、その研究は高速増殖炉の安全性および設計の点からも重要となる。このサーマルストライピング現象の原因を解明するには、T字形配管合流領域の温...