報告書番号

T98077

タイトル（和文）

直交二相流中における伝熱管群の流力弾性振動の振幅予測手法

タイトル（英文）

A method to estimate fluid-elastic vibration amplitude of heat-transfer-tube bundle in two-phase cross flow

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

直交二相流中の伝熱管群の流力弾性振動が発生した場合の振幅を求める手法を開発した。熱交換器における水-蒸気二相流を水-空気二相流で模擬し、その中で伝熱管群を振動させ、伝熱管に作用する流力弾性力を振幅との関係として求める実験を行った。ある振幅で伝熱管が振動しているときに、流力弾性力が振幅を増大させるか減衰させるか表すパラメータとして等価流力減衰係数Caeqを求めた。流力弾性振動の振幅は、振幅を大きくしていったときにCaeqが負から正に変化する特性を有する場合に、Caeqがゼロとなる振幅から求められる。流速がある一定値以上になると、小振幅時にCaeqは負となり流力弾性振動が発生する。低ボイド率域ではCaeqはほぼ一定で、振幅は隣接する管と衝突するまで大きくなる。高ボイド率域では振幅が大きくなるとともにCaeqが負から正に変化し、振幅がある程度以上大きくならない特性を有することがわかった。

概要 （英文）

A method to estimate fluid-elastic-vibration amplitude was developed. Steam-water two-phase flow was replaced by air-water two-phase flow, and a tube in tube bundle was oscillated. Fluid-elastic force was obtained as a function of the tube amplitude. Equivalent fluid elastic damping coefficient, Caeq, was obtained, which showed whether fluid-elastic force enlarged the amplitude or damped it. The amplitude of fluid-elastic vibration could be obtained when Caeq=0 and Caeq changed from negative to positive with increasing amplitude. When flow velocity became above a certain value, Caeq became negative in small amplitude region. In small void fraction condition, the amplitude became large enough to impact adjoining tubes since the value of Caeq was almost constant. In large void fraction condition above 0.4, the amplitude could be saturated since the value of Caeq changed from negative to positive with increasing the amplitude.

報告者

キーワード