1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11450083
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
飛原 英治 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (00156613)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大宮司 啓文 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 講師 (10302754)
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| Keywords | ヒートポンプ / 微小機構 / 熱交換器 / 極細管 / 圧縮機 |
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| Research Abstract |
今年度は、マイクロ熱交換器に関して、伝熱管を細管化することによって伝熱性能を上昇させ、容積を飛躍的に小さくすることを試みた。このような極細管を用いた熱交換器をヒートポンプに用いるためには複数の伝熱管に冷媒を分配させる必要があるが、冷媒の分配時偏流について基本的な性質を明らかにした。マイクロ熱交換器の技術課題として重要なことは、最終的に大気に熱を捨てるときの空気側熱伝達を促進することであるので、極細管熱交換器に適した空気側熱伝達促進技術を開発するための熱交換器シュミレータを開発した。
1.管内径0.5〜1mmの伝熱管内沸騰熱伝達率を熱伝達試験装置を用いて計測した。冷媒はHFC134a、熱流束範囲は10〜20kW/m^2、質量流束は150〜300kg/m^2sである。管内径4mm以上の管内熱伝達率との違いを検討した結果、細管になれば低クォリティ域の熱伝達率は高くなる傾向があるが、ドライアウトしやすくなり、蒸発管全体としては、伝熱性能が良くなるとは限らないことがわかった。熱伝達率整理式を導いた。
2.ヒートポンプサイクルの膨張機構を出た後の気液ニ相冷媒の複数の蒸発管への分配に関して、管径に応じて冷媒流動を支配している物性が異なるので、管径が小さくなるにしたがって、支配的になる物性値を確認し、流動様式を観察しながら、細管に適した冷媒分配機構を検討した。冷媒の偏流量の発生メカニズムを明らかにした。
3.伝熱管外空気側熱伝達率の促進は、ヒートポンプサイクルの蒸発器や凝縮器において重要である。細管内冷媒伝熱、管外空気側伝熱の特性を考慮した熱交換器シミュレータを開発した。これを用いて、伝熱量を与えたときに、熱交換器体積を最小にする幾何学的パラメータを計算することができるようになった。
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