1995 Fiscal Year Annual Research Report
凝縮曲線におけるヒステリシス現象に及ぼす凝縮面粗さの影響に関する研究
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06650846
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| Research Institution | IWATE UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
山川 紀夫 岩手大学, 工学部, 教授 (50005295)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚越 律夫 岩手大学, 工学部, 助手 (20236847)
泉 正明 岩手大学, 工学部, 助教授 (90143015)
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| Keywords | 伝熱 / 滴状凝縮 / 粗面 |
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| Research Abstract |
本研究の実績は3部より成っており、各部の内容要旨を以下に記す。
[第1部]一方向に粗さを持つ伝熱面を用い、滴状凝縮実験を行い、滴状凝縮時の熱流束に及ぼす粗さの影響を検討した。
その結果、(1)蒸気・伝熱面間の温度差Δtを増加させると、凝縮形態は滴状から遷移凝縮を経て、膜状に移行すること、(2)各々への移行は平滑面に比べ、Δtの小さいところで起きること、(3)履歴現象は粗さが荒くその方向が水平に近づくほど顕著に表れること等を明らかにした。
[第2部]粗面上に於ける滴状凝縮時の熱流束を定量化する目的で、その推算法を検討した。即ち、滴状凝縮時の熱流束は凝縮面上存在する凝縮水量と滴の離脱周期によって表されると考え、粗面及び平滑面上の熱流束の比を各々の面上に於ける静的離脱滴径の比(R_<max,r>/R_<max,s>)と清掃周期の比で表し、実験値を良く再現する推算式を導出した。
更に、R_<max,r>/R_<max,s>及び清掃周期の比を凝縮面の幾何学的性状を表す完全粗面流れ領域の摩擦係数の比(f_r/f_s)で表し、次式を導出した。
(q_r)/(q_s)=((f_r)/(f_s))^<-2.3>
[第3部]qとΔtとの関係で表される凝縮曲線は、推進力の一方に伝熱面中央部の表面温度を用いるのが常である。しかし、滴と膜とが混在する遷移凝縮では、伝熱面上の温度測定点が滴で覆われるか、否かによってΔtは大幅に異なってくる。そこで、遷移領域に於ける凝縮液膜の被覆率とΔtとの関係を実験的に求め、その関係から伝熱面表面平均温度を算出して凝縮曲線の修正を試みた。
その結果、遷移凝縮領域の熱流束はΔtの小さい領域では右方向へ、またΔtの大きい領域では左方向へ移動することを明らかにした。
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[Publications] 泉 正明: "単一流下滴の挙動と滴状凝縮時の熱流束" 第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集. II. 520〜522 (1994)
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[Publications] M.Izumi: "Dropwise Condensation on Rough Surface" Condensation and Condenser Design,ASME. 143〜154 (1995)
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[Publications] M.O-uchi: "Modification of Condensation Curve in Dropwise-to-Filmwise Transition Regime" The 4th ASME-JSME Thermal Eng.Joint Conf.II. 399〜406 (1995)
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[Publications] 泉 正明: "粗面上における滴状凝縮と凝縮滴の摩擦係数" 第32回日本伝熱シンポジウム講演論文集. III. 715〜716 (1995)
