中性子イメージング専門研究会＠京都大学原子炉実験所

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1 中性子イメージング専門研究会＠京都大学原子炉実験所
2012/01/05-06 フィンチューブ熱交換器における 着霜現象の定量評価 Quantitative evaluation of frosting phenomena on fin-tube heat exchanger 関西大学 　　吉村　智也　　網　健行 　　梅川　尚嗣　　松本　亮介 京都大学原子炉実験所 　　齊藤 泰司

2 Background 中性子ラジオグラフィを用いた 局所および時間的な着霜分布(水分分布)の定量評価 I I0 目的
✓金属は透過し，水に対して強く減衰 　 ⇒フィンチューブ熱交換器への着霜の評価が可能 目的 中性子ラジオグラフィを用いた 局所および時間的な着霜分布(水分分布)の定量評価

3 Experimental apparatus
Digital camera Blower fan Orifice Electronic balance Hygrometer Temperature control heat exchanger Visualization area Frosting section Air flow ×:Humidity ×:Thermocouple Neutron beam

4 Experimental apparatus
50mm Brine Fin-Tube heat exchanger Material：Pure aluminum 10mm Neutron beam Experimental condition Ambient temperature [deg. C] 20.8 Inlet air temperature [deg. C] 6 Air flow rate [ℓ/min] 250 Brine temperature [deg. C] -19 Frosting time [min.] 145 105mm 95mm

5 Neutron radiography Neutron source Nuclear reactor KUR（B4 port）
Beam port refrigerator Nuclear reactor KUR（B4 port） Thermal output 1 MW Guide tube length 11.7 m Guide tube cross section 10（D）×74（D’） mm Typical spectrum 1.2 Å Neutron flux 1×107 n/cm2s Camera Frame Frosting section CCD camera “PIXIS 1024B” （Princeton Instruments） Imaging array 1024×1024 pixels Lens “APO MACRO 180mm F3.5” （SIGMA corporation） Exposure 30 sec.

6 Experimental results 無着霜時の減衰式 着霜時の減衰式 着霜量 0 min 145 min 取得画像 処理後画像
G：ゲイン O：オフセット 無着霜時の減衰式 着霜時間 0 min 着霜時の減衰式 モルフォロジフィルタ によるノイズ除去 着霜量 145 min 737 2220 1.1 [g/cm2]

7 Experimental results X Y ５ ４ ３ ２ １ 各点における着霜量の時間変化 600pixel 1024 1.1
600pixel ５ ４ ３ ２ １ 1024 1.1 g/cm2 X Y ①:(243,745) ②:( 60 ,630) ③:(243,535) ④:(135,480) ⑤:( 60 ,420) 各点における着霜量の時間変化

8 Summary 中性子ラジオグラフィを用いて フィンチューブ熱交換器への着霜分布測定を行い以下の知見を得た．
✓熱交換器への着霜現象を評価するにあたり，中性子ラジ 　 オグラフィが有用な計測ツールであることが確認できた． ✓各着霜時間において着霜状態を撮影した結果，時間的な 　 累積着霜量の遷移，空間的な着霜分布を定量的に評価 　 できる事が分かった．