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2005 Fiscal Year Annual Research Report

密度成層内自然対流熱伝達の系統的解明

Research Project

Project/Area Number 16560179
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

姫野 修廣  信州大学, 繊維学部, 助教授 (20114887)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 日向 滋  信州大学, 繊維学部, 教授 (80007020)
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
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、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、矩形容器内の密度成層内自然対流熱伝達にっき伝熱面間距離の影響を実験的に明らかにするとともに、理論モデル構築の一環として、対流セルの熱伝達率の相関式作成のため矩形境界領域内の自然対流熱伝達についてアスペクト比をパラメータに理論解析を行った。
矩形容器内での実験的研究では、伝熱面間距離が10mm、20mm、40mm、60mmの各場合について装置を製作し、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。実験条件としては、(1)初期密度勾配(溶液上下の初期密度差Δρ_0が178,88.9,44.4kg/m^3)(2)加熱熱流束q(3.35,1.50,0.37kw/m^2)(3)溶液の初期温度T_0(加熱面温度をT_h、冷却面温度をT_cとすると、T_0=T_cとT_c<T_0<T_hの場合)をパラメータにとった。その結果、伝熱面間距離の変化につれ個々の分離対流層のアスペクト比が大きく変化し、それによって全体の熱伝達率が著しく影響を受けることを定量的に明らかにした。
また矩形境界領域内の自然対流熱伝達に関する理論解析では、アスペクト比が0.1〜20、レイリー数が10^3〜10^7の広い範囲にわたって数値計算を行い、平均熱伝達率を求めるとともに、上記実験に対応してアスペクト比が1の時に最もヌセルト数が大きくなることを明らかにした。また各アスペクト比の場合について熱伝達率の相関式を作成し、一般相関式の作成について検討を行った。

  • Research Products

    (6 results)

All 2006 2005

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] 二重円管内密度成層中での自然対流熱伝達に及ぼす内管径の影響(内管径が大きい場合の影響)2006

    • Author(s)
      姫野修廣, 増田千尋
    • Journal Title

      日本機械学会論文集B編 72巻716号(4月号に掲載予定)

  • [Journal Article] 鉛直二平板間密度成層内の自然対流熱伝達に及ぼす伝熱面間距離の影響(第2報)2006

    • Author(s)
      姫野修廣, 辻井隆也, 金丸智, 住田孝史
    • Journal Title

      第43回日本伝熱シンポジウム講演論文集 (発表予定)

  • [Journal Article] 鉛直二平板間密度成層内の自然対流熱伝達(伝熱面間距離の影響)2005

    • Author(s)
      姫野修廣, 長田真巳, 辻井隆也, 日向 滋
    • Journal Title

      第42回日本伝熱シンポジウム講演論文集 vol.II

      Pages: 193-194

  • [Journal Article] 鉛直二平板間密度成層内の自然対流熱伝達に及ぼす伝熱面間距離の影響2005

    • Author(s)
      姫野修廣, 辻井隆也, 長田真巳
    • Journal Title

      日本機械学会熱工学コンファレンス2005講演論文集 No.05-17

      Pages: 175-176

  • [Journal Article] Effects of a Distance between Heat Transfer Plates on Free Convection Heat Transfer in a Stably Stratified Fluid between Vertical Plates2005

    • Author(s)
      Nobuhiro HIMENO, Takaya TSUJII, Masami NAGATA, Akira KANEMARU, Shigeru HINATA
    • Journal Title

      Proc. Japan-China Conference on Mechatoronics 2005 (Ueda)

      Pages: 41-42

  • [Journal Article] Effects of the Inner Cylinder Diameter on Free Convection Heat Transfer in a Stably Stratified Fluid between Coaxial Cylinders2005

    • Author(s)
      Nobuhiro HIMENO, Chihiro MASUDA, Takaya TSUJII, Akira KANEMARU, Shigeru HINATA
    • Journal Title

      Proc. 3rd Int. Conference on Advanced Fiber/Textile Materials 2005 in Ueda

      Pages: 201-202

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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