直接接触蒸発熱交換による廃熱回収

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 60850041
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 藤田 恭伸 九大, 工学部, 教授 (90037763)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 椎名 孝次 日立製作所, 機械研究所, 企画員 ; 坂口 晴一郎 日立製作所, 機械研究所, 主任研究員 ; 平碆 国男 九州大学, 工学部, 助手 (40037958) ; 大田 治彦 九州大学, 工学部, 助教授 (50150503)
• Keywords: 直接接触蒸発 / 相変化 / 沸騰熱伝達 / 廃熱 / 熱回収

Research Abstract

1.熱水中に低沸点媒体を注入する液中噴流形式の直接接触沸騰蒸発過程では、蒸発媒体注入ノズル出口直後の沸騰形態が全体の蒸発性能に大きな影響を及ぼすこと、さらに種々の沸騰形態のなかでは蒸気柱を形成する形態の場合に最高の性能が達成されることが判明した。さらに蒸気柱形態の発生限界を明らかにした。
2.直接接触蒸発熱交換器の性能評価の基準としては、伝熱面が存在しない点を考慮すれば体積基準の熱伝達係数が適している。そしてこの係数に及ぼす温度場と流れ場に関する諸パラメータの効果を検討した。
3.検討した影響因子のなかで、蒸発媒体の流入流量と両流体間の温度差の効果が特に顕著である。そして流量が増加するほど、また温度差が減少するほど体積基準の熱伝達係数が増加することが明らかになった。
4.温度差の効果に関する機構を検討するためモデル実験を行った。すなわち気液界面に形成される蒸発媒体の液膜挙動を模擬するために流下水膜上に低沸点媒体液を滴下し、流動状況を観察した。その結果、媒体液の流量の増加及び水と媒体液のあいだの温度差の減少とともに媒体液の流動様式が帯状からレンズ状に移行する頻度が増すことが判明した。
5.直接接触蒸発器の性能評価と最適設計を行なうには蒸発性能を予測しなければならないが、その際に必要な局所及び平均の体積基準の熱伝達係数の整理式を確立した。
6.過渡応答特性に関しては検討するまでに至らなかった。

Research Products

• [Publications] 藤田恭伸: 日本機械学会論文集. 51. 2647-2655 (1985)
• [Publications] 藤田恭伸: 日本機械学会論文集. 52. 1379-1386 (1986)
• [Publications] 藤田恭伸: Proceedings of 2nd ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference. (1986)