2004 Fiscal Year Annual Research Report
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16560179
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
姫野 修廣 信州大学, 繊維学部, 助教授 (20114887)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日向 滋 信州大学, 繊維学部, 教授 (80007020)
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| Keywords | 密度成層 / 自然対流熱伝達 / 二重拡散 / 系統的解明 / 二重円管 / 伝熱面間距離 |
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| Research Abstract |
本研究では、研究代表者のこれまでの研究成果に加え、二重円管の管径比の影響、および伝熱面間距離の影響を明らかにすることによって代表的伝熱場における密度成層の影響を網羅的に解明するとともに、そうして得られた知見や熱伝達率の定量的データをもとに理論解析することにより密度成層場における熱伝達率を整理できる一般相関式を作成するなど、その系統的解明を行うことを目的としている。
本年度は、二重円管内の密度成層内自然対流熱伝達について外管と内管の管径比の影響を実験的に明らかにした。
内径70mmのアクリル管の中に外径50mmまたは15mmの銅管を同軸に設置し、この中にサッカロース水溶液の密度成層を形成して実験を行った。外管であるアクリル管内面にはステンレス膜を貼り付け、これに一定電流を流して熱流束一定で加熱し、内管である銅管は、壁温一定で水冷した。実験パラメータとしては(1)初期密度勾配(上下の初期密度差Δρ_0が,178,88.9,44.4kg/m^3)、(2)加熱熱流束q(2.0,1.0,0.5kW/m^2)を変化させて実験を行った。
その結果、内管径が小さい場合には、熱伝達率の悪い上部領域が大きいこと、冷却面積が小さいこと、さらに伝熱面間距離が長いことなどのために、対流発生後も熱伝達率は定常値を超えることはなく、初期においても対流発生時間や壁面温度上昇に大きな違いが現れることが明らかとなった。また内管径が大きい場合には、二重円管に特徴的な熱伝達の特性は見られるものの、比較的平行平板間の熱伝達に近い特性を示すことが明らかとなった。
また伝熱面間距離の影響をさらに明らかにするため、鉛直二平板間の自然対流熱伝達についても実験装置を製作し、実験的研究を開始した。
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