2005 Fiscal Year Annual Research Report
パラフィン蓄冷材微粒子群の冷水による混相流輸送特性と輸送限界
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17560170
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
菱田 誠 千葉大学, 工学部, 教授 (10291296)
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| Keywords | 熱エネルギー輸送 / 熱エネルギー貯蔵 / 混相流 / パラフィン蓄熱材 |
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| Research Abstract |
本研究は,「省エネルギー・コンパクト型空調用冷熱貯蔵・輸送システム」の技術的成立性と省エネルギー効果を検討する上で最も重要な技術データの一つである「パラフィン蓄冷材微粒子群の冷水による混相流輸送特性と輸送限界」を明らかにすることであり,蓄冷剤であるパラフィン粒子群を冷水により混層流輸送する際の流動様式,管摩擦係数,流路閉塞条件等を実験的に調べることを目的としている.
本年度は,主として,実験装置の製作と水平直管内の流動様式,管摩擦係数とフルード数及び粒子濃度との関係を調べた.
(1)実験装置の製作:
実験装置は,水槽,混相流運搬用ボルテックスポンプ,流量・粒子濃度調節系,試験管路,圧力損失測定部,流量・粒子濃度測定部等から構成されている.平均粒径が3.7mmのノナデカン粒子を水流中に混入し,平均流速を0.2〜2.0m/s,フルード数を0.5〜5,粒子の体積濃度を0〜25%の範囲に変化させて実験を行った.
(2)混相流の流動様式と平均流速との関係:
混相流の流動様式は混相流の平均流速によって大きく異なる.流速の増加とともに,流動様式は「堆積層を伴う流れ」「しゅう動層を伴う流れ」「粒子が浮遊する流れ」の順に変化することが分かった.また,本年度に行った実験条件下では流路閉塞は認められなかった.
(3)管摩擦係数とフルード数及び粒子濃度との関係
管摩擦係数とフルード数及び粒子濃度との関係は,フルード数が2近辺を境として大きく異なる.フルード数が2以上では管摩擦係数は清水流の値より小さくフルード数の増加とともに緩やかに変化する.また,管摩擦係数は粒子濃度の影響をほとんど受けずほぼ一定値となる.一方,フルード数が2以下では,管摩擦係数は清水流の値より大きく,フルード数の減少とともに急激に増加する.また,管摩擦係数は粒子濃度の影響を大きく受け,粒子濃度が高いほど管摩擦係数も大きい。
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