報告書番号

T97044

タイトル（和文）

蒸気爆発におけるトリガリング事象の解明

タイトル（英文）

INVESTIGATION OF TRIGGERING PHENOMENON IN THE VAPOR EXPLOSION

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

鉛ビスマス面上に水滴が衝突して生じる蒸気爆発現象を高速度カメラにより撮影し，以下の知見を得た。（１）蒸気爆発が生じる場合には，溶融金属面上に自発核生成による気■群が中心部に円形に発生し，内側と外側に速度約３５ｍ／ｓで拡大する。その後，下方から衝突液の外表面が微粒化を開始して全表面に拡大し，微細液滴が飛散する。そして溶融金属のフィラメントが液滴径の二倍以上の高さまで王冠状に成長し，一部は０．５ｍｍ以下の微粒子となり飛散する。（２）溶融金属面に酸化被膜がある場合には，コヒーレントな水滴の蒸発が制限されるために，揺動した溶融金属に未蒸発の水滴が取り込まれるという特異な現象が観察された。（３）蒸気爆発は水滴のサブクール度がある値より高く，溶融金属の温度がある値より低い場合に発生する。液滴の衝突速度が増大すると蒸気膜がより不安定化するためこの蒸気爆発発生領域は拡大した。

概要 （英文）

BASED ON HIGH-SPEED VIDEO IMAGING OF THE VAPOR EXPLOSION OBSERVATION THAT OCCURS WHEN A WATER DROPLET IMPINGES ON AMOLTEN LEAD-BISMUTH ALLOY SURFACE, THE FOLLOWING INVESTIGATIONS WERE MADE: (1)THE FOLLOWING PROCESS INDUCES VAPOR EXPLOSION: A RING OF BUBBLES GENERATED BY SPONTANEOUS NUCLEATION FORMS AND SPREADS OVER THE BOTTOMSURFACE OF A WATER HIMESPHERE AT A SPEED OF 35 M/S. THE WATER HEMISPHERE THEN FRAGMENTS FINELY FROM THE BOTTOM. SUBSEQUENTLY, THE POOL SURFACE OF THE MOLTEN ALLOY IS DEFORMED IN A CROWN SHAPE WITH A HEIGHT OF MORE THAN TWICE THE DROPLET DIAMETER AND IS ALSO FRAGMENTED INTO SMALL PARTICLES (LESS THAN 0.5 MM IN DIAMETER) AND DISPERSED. (2)ON AN OXIDATIONLAYER, A WATER DROPLET BECOMES ENTRAPPED IN A DOME OF DEFORMED MOLTEN ALLOY, SINCE THE OXIDATION LAYER RESTRICTS THE COHERENT VAPORIZATION OFTHE WATER DROPLET. (3)VAPOR EXPLOSION OCCURS WHEN DROPLET SUBCOOLING IS HIGHER AND MOLTEN ALLOY TEMPERATURE IS LOWER THAN A CERTAIN VALUE. INCREASING IMPINGEMENT VELOCITY ENLARGES THE VAPOR EXPLOSION REGION DUE TO THE DESTABILIZING EFFECT ONE THE VAPOR LAYER.

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