大空間の自然換気問題へ適用する自然対流模型実験の近似相似則に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750530
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 甲谷 寿史 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20243173)
• Keywords: 自然対流 / 模型実験 / 相似則 / 置換換気 / 温度・濃度分布 / 熱流比

Research Abstract

大空間の換気方式として採用される、自然対流を利用した換気方式である置換換気内の温度分布・濃度分布を縮小模型実験での把握を目的とした検討を行い、以下の結果を得た。
1.相似則の再整理と置換換気場の縮小模型実験への近似相似則の適用
文献調査に基づいた整理、特に境界条件(壁面での移動熱量)の相似則に関して整理し、置換換気場で重要である天井面から床面への放射移動熱量に関する検討を行った上で、縮尺1/2,1/4,1/8の模型を用いて「Re数の一致」の条件を除外しAr数の一致のみを条件とするいわゆる近似相似則にを適用し、かつ移動熱量の相似を達成する縮率を用いた温度・濃度分布測定実験を行った。結果、1/8縮小模型を用いても実用的に十分な精度で置換換気場の把握が可能であることが示された。熱流の相似に関しては、幾何学的相似のみでは熱伝達率の相似が成立しない事により、模型の縮小に伴う壁面での貫流熱損失量の増加が見られ、壁面近傍の温度分布が異なることが示唆されたが、水平面平均温度分布への影響は小さいことが分かった。
2.冷却面を有する置換換気場の温度・濃度分布の把握
温度成層を形成する置換換気場では、窓面での冷却下降流による成層の崩壊が知られており、壁面の1部に窓面が設置される実大の置換換気室において窓面温度を低下させる実験を行い、下降流の詳細把握及び、下降流の増大に伴う温度成層の崩壊・居住域汚染物濃度が上昇する現象を把握した。
3.冷却面を有する置換換気場の縮小模型実験への近似相似則の適用
2で得られた現象の近似相似則を用いた縮尺1/2の縮小模型実験による再現を試み、温度・濃度分布の再現が十分可能である結果が得られた。

Research Products

• [Publications] 東本丈明, 山中俊夫, 甲谷寿史, 徐鳴: "置換換気時の室内温度・換気効率分布に関する研究(その3)ブロックモデルを用いた置換換気室内の温度・濃度分布予測"日本建築学会近畿支部研究報告集環境系. 第41号. 317-320 (2001)
• [Publications] 劉康, 山中俊夫, 甲谷寿史, 東本丈明: "置換換気室内の温度・汚染物濃度分布予測における模型実験法(その1)置換換気室の縮小模型実験を目的とする相似則の整理"日本建築学会大会学術講演梗概集. D-2. 727-729 (2001)
• [Publications] 東本丈明, 山中俊夫, 甲谷寿史, 劉康: "置換換気室内の温度・汚染物濃度分布予測における模型実験法(その2)縮小模型を用いる場合の近似相似則の妥当性"日本建築学会大会学術講演梗概集. D-2. 729-730 (2001)
• [Publications] 東本丈明, 山中俊夫, 甲谷寿史: "置換換気時の室内温度・換気効率の予測に関する研究(その4)ブロックモデルを用いた置換換気室内の温度・濃度分布予測"空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 549-552 (2001)
• [Publications] 劉康, 山中俊夫, 甲谷寿史, 花野弘行: "置換換気の模型実験法における近似相似則"空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会論文集. 43-46 (2002)
• [Publications] 東本丈明, 山中俊夫, 甲谷寿史, 村田敏夫, 花野弘行: "置換換気時の室内温度・換気効率の予測に関する研究(その5)冷却面を有する室の置換換気性状の把握と予測法の検証"空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会論文集. 47-50 (2002)