報告書番号

U97073

タイトル（和文）

自由表面渦のガス巻込み発生限界に及ぼす模型縮尺効果

タイトル（英文）

EXPERIMENTAL STUDY OF SCALE EFF ECTS ON THE ONSET CONDITION OF GAS ENTRAINMENT DUE TO FREE SUR FACE VORTICES

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

縮尺の異なる３種類のスリット流入方式円筒容器（縮尺：１／１，１／２，１／４）を用いて，ガス巻込み基礎試験を実施し，ガス巻込み発生限界時の渦廻りの局所流速（限界局所流速）に及ぼす模型縮尺の影響について検討した。試験では，容器内の水面付近にリングプレートや横流れ噴流を与え，高速増殖炉の縮尺模型試験で観察された自由表面渦を再現した。下降流速が早い自由表面渦を対象としたリングプレート試験では，ガスコア形状の縦横比が実機模型試験と同様の場合，限界局所流速は，原型の限界局所流速に基づくフルード相似換算流速と原型での限界局所流速との中間の値になることが判った。非定常渦を対象とした横流れ噴流試験では，限界局所流速は模型縮尺や無次元水深に依存せず，ある横流れ流速比に対して，ほぼ一定の値になることが判った。以上の結果から，偏流や乱れが比較的大きい場合には，限界局所流速は，模型と原型とで一致することが判った。

概要 （英文）

GAS-ENTRAINMENT BASIC TESTS WE RE CARRIED OUT USING LARGE, MED IUM AND SMALL SCALE CYLINDRICAL VESSELS (SCALE RATIO: 1/1, 1/2 , 1/4) WITH TANGENTIAL SLIT INJ ECTIONS TO EXAMINE THE SCALEEF FECTS ON LOCAL VELOCITIES AROUN D A VORTEX AT THE ONSET CONDITI ON OF GAS ENTRAINMENT FROM A FR EE SURFACE: CRITICAL LOCAL VELO CITIES. INEACH CYLINDRICAL VES SEL, A RING PLATE WAS EQUIPPED ON A FREE SURFACE OR A HORIZONT AL JET WAS DISCHARGED FROM AN I NLET SLIT BENEATH THE FREE SURF ARCE IN ORDER TO SIMULATE FREE- SURFACE VORTICES OBSERVED IN SC ALE MODEL TESTS FOR A FAST BREE DER REACTOR. THE RING PLATE TES TS FOR VORTICES WITH A LARGE DO WNWARD VELOCITY REVEALED THAT T HE CRITICAL LOCAL VELOCITY FOR THE SCALE MODEL WAS INTERMEDIAT E BETWEEN THE VALUE EVALUATED F ROM FROUDE SIMILITUDE AND THE V ALUE OF THE CRITICAL LOCAL VELO CITY FOR THE PROTOTYPE, WHEN TH E ASPECT RATIO OF THE GAS CORE GEOMETRY IN THE BASIC TEST WAS ALMOST THE SAME AS THAT OBTAINE D FROM THE SCALE MODEL TEST FOR THE ACTUAL PLANT. THE HORIZONT AL JET TESTS FOR UNSTEADY VORTI CES REVEALED THAT THE CRITICAL LOCAL VELOCITY WAS INDEPENDENT OF THE MODEL SCALE AND THE NOND IMENSIONAL WATER DEPTH, AND HAD A CONSTANT VALUE FOR AN ARBITR ARY RATIO OF THE HORIZONTAL JET VELOCITY. IT WAS CONCLUDED FRO M THESE EXPERIMENTAL RESULTS TH AT THE CRITICAL LOCALVELOCITY OF THE MODEL AND THE PROTOTYPE COINCIDED WHEN DRIFT FLOW AND T URBULENCE WERE RELATIVELY LARGE AROUND THE FREE SURFACE VORTEX .

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