2007 Fiscal Year Annual Research Report
ジェット噴射による極低温熱交換器の着霜低減に関する基礎研究
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19560793
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
佐藤 哲也 Waseda University, 理工学術院, 教授 (80249937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吹場 活佳 宇宙航空研究開発機構, 総合技術研究本部, 宇宙航空プロジェクト研究員 (50435814)
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| Keywords | 熱機関 / 冷凍 / 予冷却 / 着霜 |
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| Research Abstract |
本研究は、ブレイトンサイクル熱機関の効率向上を目的とした空気予冷却システムの重要課題である極低温熱交換器の着霜問題を解決すべく、圧縮機出口からの抽気ジェットによって霜層を吹き飛ばす手法を提案し、実証することを目的とした。
今年度は計画通り、冷却面温度をパラメタ(Tw=250,220,83K)として、着霜の性状の違いによる吹き飛ばし効果への影響を調査した。
SUS製の熱交換器に冷媒を供給し、調温調湿空気供給装置から供給される湿り空気と熱交換させた。熱交換器の性能は、熱交換量と全圧損失計測により、定量的に評価した。冷媒としては代替フロン系冷媒および液体窒素を使用した。空気側の速度は着霜していないときに1m/sとし、ジェットの速度は、冷却管の前面において36m/sとした。
以下に、実験結果を示す。ジェットによる除霜をしない場合、全圧損失は冷却面温度Twが低いほど大きく、実験開始後100秒時において、Tw=80Kの場合は、Tw=250Kの場合の約10倍の全圧損失上昇となった。ジェットを間欠的(50秒に1度)に噴射し除霜を試みた結果、Tw=80Kの場合は、噴射した瞬間には着霜のないときとほぼ同じ圧力損失に回復したことより、本手法の除霜の効果は確認された。一方、Tw=220Kの場合には除霜の効果は弱く、Tw=250Kの場合には効果は見られなかった。これは、表面温度が高い場合には、霜層の表面で液相となり、それが霜層内部に浸透することにより、密度が大きく固い霜層になることが原因であると予想した。しかしながら、先に述べたように、Tw=250Kの場合には、霜層による圧力損失自体が小さいことより、問題は小さい。
来年度は、エンジンの圧縮機からの抽気をジェットとして利用するシステムを構築する予定である。
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Research Products
(4 results)
