2018 Fiscal Year Research-status Report
Study on heat transfer and flow characteristics of environment-friendly mixtures in plate type evaporators
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18K13935
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
地下 大輔 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (30708368)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | プレート式蒸発器 / 熱伝達 / 流動様相 / 二相流 / 可視化 / 混合冷媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
省エネルギー化の観点から，単位体積あたりの伝熱面積が大きく，熱交換器性能に優れるプレート式熱交換器が注目されている．また，冷媒による地球温暖化への影響が問題となっており，環境負荷の小さい次世代冷媒の開発とそれに対応した機器の開発が望まれている．本研究ではプレート式熱交換器内での次世代冷媒の蒸発熱伝達および蒸発流動特性の実験的解明を最終目的とする．
本年度は，地球温暖化係数（GWP）の低いHFO系冷媒を試験冷媒とし，セレートフィンを内蔵した冷媒流路および加熱水流路から構成される可視化用テストセクションを用いて，気液二相断熱流および蒸発流の流動様相を観察した．断熱流の場合，冷媒は流路左下の入口部から流路右上出口部に向かって流れ，流路右下隅部にはよどみ部が観察された．一方，沸騰流の場合，断熱流ではよどみ部であった流路右下隅部において，沸騰により気泡が発生し，発生した気泡が分裂と合体を繰り返しながら流路出口部へ流れる様子を観察した．
次に，セレートフィンを内蔵したプレートフィン熱交換器を用いて蒸発伝熱実験を行い，熱伝達特性に及ぼす質量速度，乾き度および熱流束の影響について検討した．熱伝達率は，乾き度および質量速度の増加にともない増大し，高乾き度では流路上部での乾き部の発生に起因して熱伝達率が急激に低下した．また，低・中乾き度域では熱流束の増加にともない熱伝達率は増大し，核沸騰による伝熱促進効果がみられることを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね当初の予定通り，可視化用と伝熱実験用のプレートフィン蒸発器を新たに製作し，HFO系純冷媒の蒸発実験を行った．実験は流量，熱流束，乾き度をパラメータとして，異なる冷媒入口条件下での蒸発熱伝達率を測定した．さらに，ハイスピードカメラを用いて，HFO系冷媒の断熱流および沸騰流の流動様相を可視化した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はGWPが300以下となる2成分混合物を用いて，プレートフィン熱交換器内での蒸発伝熱実験および蒸発流動様相の観察を行うとともに，2018年度に得られた単成分冷媒との比較を行う．さらに，サーモグラフィカメラを用いて，蒸発器内部での混合物の温度分布の測定を行い，混合物の蒸発器内部での伝熱・流動特性について検討する．
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| Causes of Carryover |
当初購入を検討していたサーモグラフィカメラの購入費用が抑えられたため．
次年度に計画している温度分布計測に必要な消耗品費として使用する予定である．
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Research Products
(1 results)
