2004 Fiscal Year Annual Research Report
絞り機構を用いた冷媒分配器と高性能マイクロ熱交換器の研究
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16560173
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
斎藤 静雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60170502)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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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| Keywords | 二相流 / T字分岐 / 沸騰熱伝達率 / 分配器 / コンパクト熱交換器 / 冷媒 / 流量分配 / 脈動 |
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| Research Abstract |
T字型分岐部を持つ水平並列細管内の沸騰熱伝達の実験を行い以下の知見が得られた。本年度はT字分岐部から両蒸発管に入る入口部に絞りのない場合の流量分配特性と沸騰熱伝達特性を調べた。内径0.51mm、長さ538mmのSUS304ステンレス管2本を並列にし、T字型分岐部に連結して並列蒸発管を構成した。両流路はそれぞれの蒸発管後の下流部において連結してある。
実験は、冷媒R-134a、蒸発温度15℃において、質量流量0.0037、0.0053kg/min、熱流束3.7〜10.5kW/m^2、T字分岐入口蒸気クオリティ0〜0.19の範囲で行った。冷媒の分配については、分岐入口クオリティが0、つまり液単相状態での分岐ではほとんど等分配となる。分岐部入口質量流量に対する片蒸発管の質量流量比で流量の偏りを表す。分岐部で二相状態になると両管への流量の偏りが生じ、その偏りが入口クオリティの増加とともに増加する。分岐部入口クオリティを一定にした場合、分岐入口質量流量の小さい方が流量の偏りが大きい。例えば分岐入口クオリティが約0.18で分岐入口質量流量0.0037kg/min(両管共に熱流束5.8kW/m^20.0053kg/min(両管共に熱流束10.5kW/m^2は流量の偏りはそれぞれ0.44、0.48となった。なお、0.5では流量の等分配にあたる。上述の質量流量、熱流束条件において、冷媒分配量の小さい蒸発管の加熱量を小さくすると、その蒸発管に流れる冷媒量は増加する。これは、加速損失の低減による流量増加と考えられることと、熱流束による流量コントロールの可能性を示すものである。沸騰熱伝達率に対する流量の偏りの影響ははっきりしたものではなかった。しかし、片方の蒸発管では、蒸発管出口部の冷媒流量が周期約0.7秒から1秒で変動し、この影響と考えられる局所熱伝達率低下が見られた
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