報告書番号

L07008

タイトル（和文）

蒸気膜崩壊促進効果の定量化に基づく蒸気爆発促進材の拡充

タイトル（英文）

Availability of vapor explosion promoters based on quantification of vapor film collapse enhancement

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高温固体ステンレス球をさまざまな水和塩水溶液に浸漬させる膜沸騰蒸気膜崩壊実験を実施した。高温固体球の冷却特性、固体球-水溶液の接触挙動および膜沸騰蒸気膜厚さを評価することにより、以下の結論を得た。
固体球の冷却曲線より、水和塩の添加によって膜沸騰熱伝達を向上し、クエンチ温度が上昇する効果が得られた。画像処理による蒸気膜厚さの評価結果から、水和塩を添加すると膜沸騰蒸気膜が薄くなることを示した。この膜沸騰蒸気膜の減少が、膜沸騰熱伝達の向上に寄与する。固体球-水溶液接触挙動の評価結果から、水和塩の添加によって安定した膜沸騰段階でも両者が直接接触することがわかった。固体球と水溶液が直接接触する頻度が増大したことによって、より高温でのクエンチに至る。イオンモル濃度の増大に伴い、クエンチ温度が線形的に上昇することがわかった。同じイオンモル濃度であれば、水和塩の種類によらず同等のクエンチ温度上昇効果が得られる。

概要 （英文）

A high-temperature stainless-steel sphere was immersed into a hydrated salt solution pool. The cooling curve of the sphere was measured by thermocouples inserted into the sphere. The behavior of film boiling around the sphere was observed with a high-speed digital video camera to evaluate vapor film thickness using image-processing. In order to measure direct contact between the sphere and solution, the contact behavior was measured as electric signals. Based on cooling curve of the sphere and observation image of film boiling behavior, hydrated salt additions enhanced film boiling heat transfer. Enhanced film boiling heat transfer made the quenching temperature (surface temperature of sphere at vapor film collapse) higher. Measurement of contact signals between the sphere and solution indicates that hydrated salt additions enhanced a frequency of direct-contact even if film boiling was stable. Evaluation of vapor film thickness using image-processing suggests that the hydrated salt additions made the vapor film during film boiling thin. When the vapor film became thin, direct-contact frequency between the sphere and solution increased and quenching temperature also increased. Quenching temperature is well correlated with ion molar concentration, which is a product of the solution's volume-mole concentration and the ionic charge number regardless of the type of hydrated salts

報告者

キーワード