2014 Fiscal Year Research-status Report
低GWP冷媒を用いた高性能アルミニウム熱交換器の凝縮・蒸発熱伝達および圧力損失
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25420861
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
井上 順広 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 教授 (80251677)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 熱交換器 / 低GWP冷媒 / 混合冷媒 / 凝縮 / 蒸発 / 熱伝達 / 圧力損失 / アルミニウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、冷凍空調分野でもまだ十分な伝熱実験が行われていない温暖化係数の小さい低GWP冷媒および管内径3mm～4mm程度の細径伝熱管を用いて、LNG船における積荷のLNG自己蒸発潜熱や船舶機関からの低温廃熱回収にも利用可能なコストを低減できる総アルミニウム製の高性能熱交換器を開発に寄与するための凝縮・蒸発伝熱特性および圧力損失について実験を行い、冷凍空調機器や船舶機関システムへ適用可能な総アルミニウム熱交換器の熱的設計、高性能化に資する知見を得ることを目的として行っている。
本年度は、昨年度の液単相の熱伝達および圧力損失の実験での再現性等を踏まえて、二相流の各実験条件に設定できるよう実験装置の改造を行い、純成分冷媒および混合成分冷媒の平滑管における凝縮・蒸発熱伝達および圧力損失の測定を中心に実験を行った。具体的には以下の項目について行った。
(1)凝縮・蒸発実験の予備実験として各種実験条件による実験 (2)実験装置運転上の不具合の検討、調整と手直し作業 (3)組成分析器の検定 (4)各種実験条件による実験 (5)初期実験データの解析および考察 (6)再現性の確認実験 (7)実験データの解析および考察 (8)冷媒の種類および組成を変えて測定 (8)冷媒等の相違、これまでに提案した予測式の適用可否、平滑管の凝縮・蒸発熱伝達係数および圧力損失について検討 (9)適時発表論文の作成・発表等 (10)２年度総括および科学研究費補助金交付申請書の作成
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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
３年計画の２年目である今年度は、昨年度の若干の遅れのあった単相熱伝達および圧力損失の測定実験を実施し、完了した。その後、二相流の実験を行うための装置改造、各種実験条件に対応するため条件設定系統の構築を行い、再現性の確保に時間を要したが、純成分冷媒および混合成分冷媒の平滑管における凝縮・蒸発熱伝達および圧力損失の測定実験を行った。
当初予定していた管の種類を変えての測定は、実験装置の作成上、また充填冷媒の節約のため行わず、３年目に予定していた蒸発実験を先に行うことが適切であるとの判断から、その点変更して実験を順次進捗させている。
適時、論文作成、発表等を行っており、概ね順調に目標を達成して進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に二相流の信頼性のある実験データの取得ができており、当初予定と実験項目の順序は実験準備上の手順の容易さから変更しているが、最終年度で当初予定の目標成果については達成できる見込みである。引き続き以下の最終年度の実験を順次進める予定である。
本年度は２年目の計画から先送りしていた伝熱管の変更を適時行い、溝付管のこれまでに提案した予測式の適用可否、平滑管・各種溝付管の相違、各種溝仕様(リード角、フィン高さ、条数)の凝縮・蒸発熱伝達係数および圧力損失に及ぼす影響などについて検討する。次いで、R245fa、R32およびR32+プロピレン共沸混合冷媒の平滑管・各種溝付管に適用可能な凝縮・蒸発熱伝達および圧力損失に関する予測式を検討する。そして、昨年度までと同様に適時、論文の作成等を行い、公表を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた管の種類を変えての測定を実験準備上の手順から先送りして今年度とし、今年度の計画と入れ替えたため、使用額に変更が生じている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度、管の種類を変えての測定を実施するため、それに必要な実験設備の改修など、実験に必要な消耗品等に充当する予定である。
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