ダイナミック・インピンジメント新冷却法に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450086
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 鈴木 健二郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (00026064)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲岡 恭二 京都大学, 工学研究科, 講師 (60243052) ; 中部 主敬 京都大学, 工学研究科, 助教授 (80164268)
• Keywords: 衝突噴流 / クロスフロー / 伝熱制御 / 流速測定 / 熱伝達率測定

Research Abstract

インピンジメント(衝突噴流)冷却では,噴流の流れを歪めるクロスフロー(横風)の存在が伝熱的に負の影響を与える状況がしばしば見受けられる.そこで,このクロスフローを伴う衝突噴流の伝熱特性に注目し,噴流どうしの干渉を調べるとともに,(1)噴流ノズルの形状・位置・吹き込み角度の制御,(2)噴流への音波付与,(3)噴流方向が歳差的に変化する,あるいは噴流が間欠的に噴出するような流れの非定常化,の三項目の付加的要素を導入して,ダイナミック(動的)にインピンジメント伝熱を促進させることを目論んだ.本年度は既存の閉ループ水路および開放型空気風洞の一部を改造して,テストセクション部を取り付けた.テストセクション部には,その一部に噴流ノズル取り付け部を設けて種々のノズルが脱着できるようにした.ノズル部には上記(1)および(2)に対応したノズルを製作した.なお,(3)については現在進行中である.また,水路内,風洞内の流れをモニターして望ましい速度分布が実現していることを確認した.その一方で,熱伝達率測定用に伝熱板を別途作成して,流れの可視化実験を行う場合と伝熱実験を行う場合とでテストセクション部上壁が交換できるようにした.続いて,レイノルズ数やクロスフローに対する噴流の運動量比を数種類変更して,流れ場・温度場の予備的な実験を行った.その際,流れ場の計測には既存の二次元レーザードップラー流速計を用いて局所的に二方向速度成分を同時に計測したが,縦渦を伴う複雑な流れ場を詳細に検討するため,新規の設備備品に用いて時々刻々変化する断面内の様々なスケールの渦挙動を可視化観察した.また,伝熱板上に張り付けた感温液晶シートの変色をCCDカメラに収録し,その色から壁面温度にニューラルネットワークを応用した画像処理で変換して壁面熱伝達率を求め,速度場計測から得られる情報と対比した.

Research Products

• [Publications] K.Nakabe・他5名: "An Experimental Study on the Flow and Heat Transfer Characteristics of Longitudinal Vortices Induced by an Inclined Impinging Jet into a Crossflow" Proc.11th Int.Heat Transfer Conference. 5. 439-444 (1998)
• [Publications] K.Nakabe・他3名: "Experimental Study on Heat Transfer Characteristics of an Impinging Jet with Acoustically Self-Excited Oscillation" Proc.2nd Int.Symp.on Adv.Energy Conv.System. 88-89 (1998)