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2009 Fiscal Year Annual Research Report

種々周期の指数関数状上昇する熱入力に伴うヘリウム等ガスの非定常熱伝達特性の解明

Research Project

Project/Area Number 20560192
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

劉 秋生  Kobe University, 海事科学研究科, 教授 (80294263)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福田 勝哉  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (10127417)
Keywords非定常 / 対流熱伝達 / 指数関数状上昇 / 周期 / ヘリウムガス / 平板 / ねでり / 数値解析
Research Abstract

水平平板発熱体におけるヘリウムガスの強制対流非定常(過渡)熱伝達について実験的に調べ,ヘリウムガスの系圧力と温度の影響を考察した。実験は,系圧力が400kPaから800kPaまで,指数関数状上昇する熱入力の周期が50msから17s,流速が4m/sから10m/s,温度が290Kから353Kまでの範囲で行った。圧力が400kPaから800kPaまで高くなることにより密度等の物性値が顕著に変化し,熱伝達係数はそれに伴って5C%増加することが解った。また,温度が290Kから353Kまでに上昇した場合,4%から12%まで熱伝達係数は増加した。種々圧力・温度条件下の実験データに基づいて,準定常熱伝達及び過渡熱伝達の実験式を求めた。一方,発熱体の形状による影響を調べるため,ねじり発熱体を製作し,ねじり角度を90°とした場合の実験データを取得した。実験データよりねじり発熱体の伝熱促進効果が判明した。
理論解析では,κ-εモデルを本研究対象に適用し,発熱体内部の発熱率(Q=Q_oexp(t/τ))が種々の上昇周期で指数関数状に上昇する際の強制対流非定常熱伝達の数値解析を行った。解析の範囲は実験範囲と同様である。流速が6m/sでは,平板における数値解析解と実験データとよく一致しているが,しかし,その他の流速では,相違が少し大きくなる。また,発熱体表面における流速分布及び温度分布を数値解析した。解析結果より発熱体の表面温度は時間と共に急激に増加していることが解った。今後発熱上昇周期の影響やねじり発熱体近傍の流速及び温度分布などを解析し,その非定常過程の熱伝達メカニズムを解明する予定である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2009

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Transient CHF Phenomena Due to Exponentially Increasing Heat Inputs2009

    • Author(s)
      J.Park, K.Fukuda, Q.S.Liu
    • Journal Title

      Nuclear Engineering and Technology Vol.41, No.9

      Pages: 1205-1214

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] TRANSPORT PROCESS OF CARBON DIOXIDE IN SEAWATER AND SYNTH ETIC SEAWATER2009

    • Author(s)
      Q.S.Liu, K.Fukuda, Y.Yang
    • Organizer
      International Conference on Power Engineering-09
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Year and Date
      20091116-20091120
  • [Presentation] Enhanced Transient Heat Transfer Caused by Partially Twisted Heater in Various Gases2009

    • Author(s)
      柴原誠, 劉秋生, 福田勝哉
    • Organizer
      International Symposium on Marine Engineering(ISME)2009
    • Place of Presentation
      Pusan, Korea
    • Year and Date
      20091018-20091022
  • [Presentation] Transient Forced Convection Heat Transfer of Helium Gas at Various Pressures and Temperatures2009

    • Author(s)
      劉秋生, 福田勝哉, 柴原誠
    • Organizer
      13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      20090927-20091002
  • [Presentation] Forced convection film boiling heat transfer from single horizontal cylinders in saturated and subcooled liquids : part 2-experimental data for subcooled liquids and its correlation2009

    • Author(s)
      Q.S.Liu, M.Shiotsu, A.Sakurai, K.Fukuda
    • Organizer
      ASME 2009 Heat Transfer Summer Conference
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      20090719-20090723
  • [Presentation] Non-linear characteristics of sasurated and subcooled pool boiling CHF for various test heater configuration2009

    • Author(s)
      福田勝哉, 劉秋生
    • Organizer
      17th International Conference on Nuclear Engineering
    • Place of Presentation
      Brussels, Belgium
    • Year and Date
      20090712-20090716
  • [Presentation] Effect of Heater Configurations on Transient Heat Transfer for Various Gases Flowing Over a Twisted Heater2009

    • Author(s)
      柴原誠, 劉秋生, 福田勝哉
    • Organizer
      17th International Conference on Nuclear Engineering
    • Place of Presentation
      Brussels, Belgium
    • Year and Date
      20090000
  • [Presentation] 増加熱入力を伴うねじり発熱体を用いた気流中の伝熱促進2009

    • Author(s)
      柴原誠, 劉秋生, 福田勝哉
    • Organizer
      第79回マリンエンジニアリング学術講演会
    • Place of Presentation
      メルパルク広島(広島県)
    • Year and Date
      2009-09-16

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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