2013 Fiscal Year Annual Research Report
物性が大きく異なる流体へ適用可能な内面溝付管内蒸発統一物理モデルの構築
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23560237
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
桃木 悟 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60244034)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
茂地 徹 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90100883)
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| Keywords | 熱工学 / 伝熱機器 / 管内沸騰 / 流動様式 |
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| Research Abstract |
1. 最終調査： プロジェクト最終年度にあたり，本プロジェクトの成果の意義を確認する事や今後の研究展開へ資する事を目的として，日本伝熱シンポジウム，冷凍空調年次大会，アジア熱物性会議にて管内沸騰のメカニズムや物性の影響についての調査を行った。
2. 内面螺旋溝付き管内沸騰において圧力損失や熱伝達について物理的な特性を正確に表すためには，まず流動様式に関する理解が必要である。本プロジェクトでは，実用的な観点から最も重要である分離流から環状流へ遷移する点と環状流から噴霧流に点のメカニズムを説明するためのモデルの構築を試みた。
(a) 分離流から環状流へ遷移するメカニズムを説明するモデルの構築： 伝熱面上を液膜が完全に覆ってしまう環状流が成立する点の予測に関して，フロン系冷媒については実験が容易な事，空調機の性能向上といった実用的な理由によって多くの研究がなされているが，それは物性の異なるアンモニアに対しては適用できない事がわかっている。本研究では，アンモニアの管内沸騰における分離流から環状流へ遷移する点について，フロン系冷媒にも適用できる方法でかつ高精度に予測する式を作製し，最終的に，フロン，アンモニアの両方に適用できる予測式を作製した。その過程を通して，流動様式が遷移するメカニズムに対して大きな影響を持つ因子を明かにし，それぞれの影響について定量的に表す式を作製した。なお，ここでは，伝熱特性についても同様の検討を行った。
(b) 環状流から噴霧へ遷移するメカニズムを説明するモデルの構築: 伝熱面上を覆っている液膜が破断して，ドライアウトが生じる点についても，先の分離流から環状流へ遷移する点と同様の検討を行った。その結果として， 先の分離流から環状流へ遷移するメカニズムの場合と同様に，流動様式が遷移するメカニズムに対して大きな影響を持つ因子について整理できた。
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