代替冷媒用小型・高性能熱交換器の開発-細管内の相変化熱伝達及び流動様式の解明-

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750232
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 桑原 憲 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (90243964)
• Keywords: 蒸発熱伝達 / 熱交換器 / 細管 / HFC134a / 実験

Research Abstract

本研究では、HFC134aの細管内で流動様式が熱伝達に及ぼす影響を明らかにすることを目的として、蒸発過程における圧力損失および流動様相の可視化に関する実験を行っており、以下の成果を得た。
(1) 純冷媒HFC134aの細管内単相圧力損失の実験を行った。管摩擦係数f_lの測定値は従来の式よりも大きな値を示した。
(2) 純冷媒HFC134aの蒸発圧力損失実験を行った。単相実鎖で得られたf_lを深野らの二相圧力損失の式に代入して見積もられた圧力降下は本実験結果よりも低い値を示したが,系内圧力に対する誤差としては小さく,この値を用いて計算される物性値には大きな影響を及ぼさなかった.
(3) 純冷媒HFC134aの細管内における沸騰・蒸発を伴う気液二相流の流様相の可視化実験を行い、実験結果を修正Baker線図上にプロットしたが、データは線図の流動様式区分ではbubble or frothと分類されている領域でannular flow,slugと分類されている領域の低クォリティ域でbubble flow,wavyと分類されている領域でwavy-annular flowが現れるなど,従来の区分とは一致しなかった。しかし、流動様式が従来から空調機に用いられている管内径6〜8mm前後の管(平滑管、溝付管)に比して低いクォリティで遷移することが確認された。
(4) 純冷媒HFC134aの細管内における沸騰・蒸発を伴う気液二相流の流様相の可視化実験を行い、実験結果をTaitel-Duklerが提案した空気-水系の流動様式線図上にプロットしたが、データは線図の区分と一致しなかった。

Research Products

• [Publications] 桑原 憲,小山 繁,下村 欣吾,渡邊 澂雄,長 伸朗: "水平細管内における純冷媒HFC134aの蒸発を伴う流動特性" 九州大学機能物質科学研究所報告. 12・2. 107-113 (1998)