目次|気液二相流 設計計算ハンドブック

総目次

第1章 二相流研究と伝熱研究の進展

第2章 沸騰二相流における

特性量と基本的な流動モデル
第3章 設計パラメータ

第1節 ボイド率

1.スリップ流モデル

均質流モデル
Bankoff
Armand
Czop
Winterton
Ahmad
Smith
Zivi
Fauske
Thom
Turner-Wallis
Baroczy
Lockhart-Martinelli
Chen-Spedding
Hamersma-Hart
Moussali cited by Isbin
Löscher cited by Isbin
Kütüçüģlu cited by Isbin
Tandon

2.ドリフト・フラックスモデル

Zuber-Findlay

垂直上昇流
Ishii
Rouhani-Axelsson
Chexal-Lellouche

下降流
Kawanishi
Goda

3.ミニ・マイクロチャンネル

Serizawa
Kariyazaki
Kawahara
Mishima-Hibiki
Zhang

4.大口径チャンネル

Kawanishi
Hibiki-Ishii

5.サブクール沸騰域のボイド率

Saha-Zuber
Bowring
Larsen-Tong
Rouhani-Axelsson
Maróti
Levy
Lahey
Kroeger-Zuber
Ahmad
世古口
理論計算法
簡易計算法

第2節 圧力損失

1.圧力損失の基礎式

質量保存式
運動量保存式

2.位置損失(重力項)

単相流の重力項

気液二相流の重力項
均質流モデル
その他

3.加速損失(加速項)

気液二相流の加速損失
均質流モデル
分離流モデル

4.摩擦損失(摩擦項)-単相流

4.1 単相流の摩擦損失

4.2 管摩擦係数

層流

乱流
Blasius
McAdams
Bhatti-Shah
Nikuradse
Drew
Prandtl
Colebrook
Filonenko
Techo

らせん管
Ito
Manlapz-Churchill
White
Adler
Prandtl
Schmidt
Hart
Srinivasan
Ruffel
Xin
Guo
Ju
Mishra-Gupta

層流-乱流遷移(らせん管)
Srinivasan
Ito

5.摩擦損失(摩擦項)-二相流

5.1 気液二相流の摩擦損失

5.2 二相摩擦乗数

均質流モデル
均質流モデル
McAdams
Cicchitti
Dukler
Beattie-Whalley
Storek-Braue
井上-青木
Friedel

分離流モデル
Lockhart-Martinelli相関
Chisholm

らせん管
赤川
Ünal
Award
Xin (1996)
Xin (1997)
Chen
Guo
Zhao
Bi

ミニ・マイクロチャンネル
Mishima-Hibiki
Zhang-Hibiki-Mishima
English-Kandlikar
Kawahara
Lee-Lee
Zhang-Webb
Lin
Yu
Lee-Mudawar
Qu-Mudawar

6.飽和水が流入する蒸発管の圧力損失

Martinelli-Nelson相関
Thom相関

第3節 熱伝達率

1.単相熱伝達

Dittus-Boelter
Colburn
Drexel-McAdams
Sieder-Tate
Prandtl
Friend-Metzner
Webb
Petukhov-Porov
von Kármán
Sandall
Gnielinski
Hausen

2.プール沸騰熱伝達

核沸騰熱伝達
Kutateladze
Rohsenow
Forster-Zuber
Cooper
Labuntsov
Kruzhilin
Stephan-Abdelsalam
Nishikawa-Yamagata
Borishansk
Gorenflo- Kenning

3.強制流動沸騰熱伝達(サブクール沸騰および低クオリティ条件)

部分核沸騰域
Clark-Rohsenow
Bergles-Rohsenow

発達した核沸騰域
McAdams
Jens-Lottes
Thom
Steiner

4.強制流動沸騰熱伝達(高クオリティ条件)

強制対流蒸発域
Butterworth

核沸騰域および強制対流蒸発域
Schrock-Grossman Type
Chen Type
Chen
Zhang
Saitoh
Bertsch
Lee-Lee
Warrier
Liu-Winterton
Steiner-Taborek
Yoon (CO2を対象としたLiu-Wintertonの相関式の改良)
Thome-Hajal (CO2の場合)
Cheng-Ribatski-Thome (CO2の場合)
Shah
Kandlikar- Balasubramanian
Gungor-Winterton
Lazarek-Black
Tran
Yu
Lee-Mudawar

5.ポストドライアウト熱伝達
Dougal-Rohsenow
Polomik
Milopolski
Vijayarangan
Bishop
Groeneveld
Ünal-Van Gasselt
老固-白羽
Groeneveld (Look-up table)
表3.3.14 Groeneveldによるポストドライアウト熱伝達の
Look-up table (作動流体:水)

第4節 限界熱流束

1.伝熱様式線図

プール沸騰曲線(抜山曲線)
Collier-Thome
Semeria-Hewitt
Chang-Lee-Groeneveld

2.プール沸騰限界熱流束

飽和液
Zuber
Kutateladze
Lienhard-Dhir
Haramura-Katto
水平に設置された無限平板のプール沸騰 CHF
水平に設置された無限に長い円管のプール沸騰 CHF

サブクール液
Kutateladze
Ivey-Morris

3.強制流動沸騰限界熱流束(低クオリティ域のDNB)

Gunther
Knoebel
Westinghouse
Tong (1968)
Tong (1969)
Tong modified by ENEA
Tong modified by Inasaka-Nariai
Avksentyuk
Levy
Hall-Mudawar
出口条件
入口条件
Caria
Weisman-Pei
Lee-Mudawar
Katto

4.強制流動沸騰限界熱流束(高クオリティ域のドライアウト)

垂直上昇流
熱平衡クオリティ一定条件
Macbeth
低流速域(かつp = 0.1~13.8 [MPa])
高流速域
Biasi
Bowring
Shah
上流条件相関式(UCC)
局所条件相関式(LCC)
UCCとLCCの選択
Katto-Ohno
CISE-4
Zhang
液膜流モデル
環状流の質量保存則
ドライアウト条件
Total dryout condition
Govan
Ueda-Isayama
CHF Look-Up Table
予測方法
Groeneveld(1986)
Groeneveld(1996)
Doroschuck
Biasi
Becker
Macbeth
Mudawar
Wong
Boltenko-Kirillov
局所条件に基づくCHF予測
入口条件に基づくCHF予測
表3.4.10 Groeneveldによる限界熱流束のLook-up table
(作動流体:水)

5.様々な系における限界熱流束

フラッディング
Wallis
Nejat
Park
Tien-Chung
Imura
数土
円形流路の場合
矩形流路の場合
環状流路の場合
Mishima
Oh

傾斜上昇流
Dimmick
François
Kefer

垂直管
水平管
傾斜管

水平流
Merilo
Wong

マイクロチャンネル
McGillis-Carey-Strom
Qu-Mudawa
Wojtan-Revelin-Thome

環状流路
Mishima
Barnett
Doerffer
Janssen-Kervinen
Chang-Yao
El-Genk-Haynes-Kim
Monde-Mitsutake-Hayasi
Kim-Baek-Chang
Chun-Chung-Moon
Lee-Bang-Chang
Xu
Bowring

らせん管
Jensen-Bergles
サブクール沸騰の場合
飽和沸騰の場合
Berthoud-Jayanti
らせん管におけるドライアウト発生要因
初期ドライアウトクオリティ
完全ドライアウトクオリティ
Ünal
Alad’yev
加治
渡辺

軸方向非均一加熱

周方向非均一加熱
Butterworth

第5節 流動様式

1.上昇流
Ishii
Griffith-Wallis
Hewitt-Roberts
Golan-Stenning
気泡流からスラグ流への遷移
スラグ流からフロス流への遷移
フロス流から環状流への遷移
Taitel-Bornea-Dukler
気泡流からスラグ流への遷移
気泡流から分散気泡流への遷移
分散気泡流からスラグ流あるいはチャーン流への遷移
スラグ流からチャーン流への遷移
チャーン流から環状流への遷移
Weisman-Kang
気泡流から間欠流への遷移
間欠流から環状流への遷移
分散流への遷移
Mishima-Ishii
気泡流からスラグ流への遷移
スラグ流からチャーン流への場合
チャーン流から環状流への遷移
(a)大気泡に沿う液膜部の逆流
(b)液スラグの崩壊あるいは液滴飛散を伴う大きな波
RELAP5-3D

2.下降流
Barnea-Shoham-Taitel
環状流からスラグ流への遷移
スラグ流から分散気泡流への遷移
Usui
気泡流からスラグ流への遷移
スラグ流から環状液滴流への遷移
流下液膜流からスラグ流への遷移
流下液膜流から環状液滴流への遷移

3.水平流
Baker
Mandhane-Gregory-Aziz
プラグ流からスラグ流,そして層状流から波状流への遷移
スラグ流から環状噴霧流,波状流から環状噴霧流への遷移
プラグ流およびスラグ流から分散気泡流への遷移
層状流からプラグ流への遷移
波状流からスラグ流への遷移
Taitel-Dukler
層状流から間欠流もしくは環状噴霧流への遷移
間欠流から環状噴霧流への遷移
層状流から層状波状流への遷移
間欠流から分散気泡流への遷移
Weisman
層状流から間欠流への遷移
環状流への遷移
分散流への遷移
波状流から層状流への遷移
Kattan-Thome-Favrat
層状流領域
波状流領域
噴霧流領域
気泡流領域
間欠流の境界
Wojtan-Ursenbacher-Thome
層状流領域
波状流領域
間欠流から環状流への遷移
環状流からドライアウトへの遷移
ドライアウトから噴霧流への遷移
Cheng-Ribatski-Quibén-Thome
波状流領域
層状流領域
間欠流から環状流への遷移
環状流からドライアウトへの遷移
ドライアウトから噴霧流への遷移
間欠流から気泡流への遷移

4.ミニ・マイクロチャンネル
Triplett
Kawahara-Chung- Kawaji
Revellin-Thome
孤立気泡流から合体気泡流への遷移
合体気泡流から環状流への遷移
環状流からドライアウトへの遷移
Akbar-Plummer-Ghiaasiaan
気泡,プラグ/スラグ流(表面張力支配領域)
環状流(慣性力支配領域1)
分散流(慣性力支配領域2)
Ullmann-Brauner
気泡流からプラグ流への遷移
分散気泡流への遷移
チャーン流への遷移
砲弾型気泡への遷移
環状流への遷移

5.気泡流
単一気泡形状と終端速度
抵抗係数(標準抗力係数曲線)
Clift-Grace-Weber
気泡上昇速度
Peebles-Garber

6.スラグ流

支配要因

6.1 上昇流
静止液中の気泡速度
Wallis
スラグ流中の気泡速度
Griffith-Wallis
Nicklin
赤川・坂口

6.2 水平流
Weber

7.環状流

平均液膜厚さ

層流液膜
Nusselt
Kapitza

乱流液膜
von Kármán(一般速度分布)
Brötz
Brauer
Feind

界面摩擦係数
Wallis
Moeck
Fukano-Furukawa

Fore

液滴発生限界
Zhivaikin
Chien-Ibele
Kutateladze
Wallis
Ishii-Grolmes

液滴飛散率・液滴付着率
Paleev- Filippovich
Ishii-Mishima
Govan
Sugawar
植田
Okawa(2003)
Okawa(2004)
Kataoka-ishii-Nakayama
Sawant-Ishii-Mori
Cioncolini-Thome

フラッディング
Dukler-Smith
Wallis
Hewitt-Wallis
Clift-Pritchard-Nedderman
Tobilevich- Sagan-Porzhezihskii
Pushkina-Sorokin
Alekseev-Poberezkin-Gerasimov
McQuillan-Whalley
Tien-Chung-Liu
Kamei-Oishi-Okase
English
Machej-Sokol
Zapke-Kröger
Mouza-Pantzali-Paras
Imura-Kusada-Funatsu
Bharathan-Wallis-Richter
Richter

第6節 不安定流動

1.発生機構による分類

2.Ledinegg不安定流動

3.流れ逸走

4.不均等流量分配

5.圧力降下振動

6.密度波振動

密度波振動安定判別法
Ishii-Zuber
Nakanishi
Hirayama

付録 物性値表

1.各種気体の熱物性値

各種気体の臨界値

各種流体の飽和物性

水の飽和蒸気表(温度基準)

水の飽和蒸気表(圧力基準)

圧縮水および過熱蒸気の熱力学的性質

2.単位換算表

索引
式索引
用語索引