1999 Fiscal Year Annual Research Report
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09555071
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 祐二 東京工業大学, 工学部, 助手 (20242274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 周 東京大学, 工学系研究科, 講師 (30272371)
中別府 修 東京工業大学, 工学部, 助教授 (50227873)
井上 剛良 東京工業大学, 工学部, 助教授 (20193592)
蛭子 毅 ダイキン工業株式会社, 機械技術研究所, 研究職
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| Keywords | マイクロチャンネル / 気液二相流 / 熱交換器 / 相変化 |
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| Research Abstract |
本年度は積層型マイクロチャンネル熱交換器を試作し、液単相流および熱交換器内で相変化を伴う場合の流動・伝熱特性の検討を行った。厚さ200μm、一辺5cmの正方形のステンレス薄板の中央部に、レーザー加工により幅250μmの直線流路(長さ17mm)を並列に26本設け、これと同じステンレス薄板にヘッダ及びフッタを同様にして加工したものを重ね合わせることにより、1つのプレート型マイクロチャンネルを製作した。このプレート型マイクロチャンネルを直交して2組重ね、拡散接合により一体化することにより積層型マイクロチャンネル熱交換器を構築した。まず、同じ水当量の温水・冷水における液単相流による熱交換の実験を行った。熱交換器の流動抵抗は、低流量域では発達した層流を仮定した配管部、ヘッダー・フッター、マイクロチャンネル部の流動抵抗の総和から予想することができ、流量が増加するとヘッダー部とチャンネル部の分岐部で生ずるはく離により層流仮定の場合に比べて流動抵抗が増大することが分かった。また、熱交換量は両流体の入口温度差に比例し、流量と共に増加しており、これは層流の熱伝達特性により説明される。本マイクロチャンネル熱交換器は10kW/m^2Kをこえる熱通過率を持ち、13mm四方の伝熱面積で30W程度(対数平均温度差20℃)の伝熱性能を有することが分かった。さらに、温水と冷媒のフロリナート(FX-3250)による熱交換実験を行ったところ、流動抵抗は流路内のわずかな発泡で増加するが、伝熱特性の増加は沸騰がある程度激しく生じなければ見られなかった。また、フロリナートの流動様式が単相、二相によらず、伝熱量は対数平均温度差に比例する形で整理することができることが判明した。
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