周囲から冷却される円管内を流れる水の凍結挙動解析 ―凍結回避のための限界流速と氷による管閉塞時間―
周囲から冷却される円管内を流れる水の凍結挙動解析  
―凍結回避のための限界流速と氷による管閉塞時間―
千葉良一・泉 正明

  周囲から冷却される円管内を流れる水を対象に, 凍結による管内圧力損失を考慮して,氷による管閉塞に至るまでの 管内流水の凍結挙動を有限要素法により数値解析した.
解析には固定メッシュを用い,凝固潜熱を比熱中に含ませることで, 解析アルゴリズムを簡略化した.
管の冷却負荷,管入口での流速および温度と, 管内での凍結開始位置との関係を調べ,管内での凍結を回避するための 限界流速を明らかにした.
また,円管内に形成された氷によって 管が閉塞に至るまでの時間を計算し,結果の一般性を考慮して種々の 無次元パラメータを用いて,現場の技術者が使いやすい形で整理した.