1988 Fiscal Year Annual Research Report
沸騰二相流の伝熱と流動機構ならびにその相関に関する研究
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62550152
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
加治 増夫 大阪大学, 工学部, 助教授 (90029306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 忠義 大阪大学, 工学部, 教務員
武石 雅之 大阪大学, 工学部, 助手 (80150499)
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| Keywords | 沸騰二相流 / 熱伝達 / 圧力損失 / 液滴エントレイン / 環状流 / 乱流熱伝達理論 |
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| Research Abstract |
本研究は管内沸騰流に対して熱伝達と圧力損失のアナロジを検討し、伝熱と流動機構を同時に実験的に調査するとともに、熱伝達率の予測法を確立することを目的としている。初年度の研究に引き続き行った実験研究により、以下のことが明らかとなった。
(1)空気ー水系の加熱実験では、熱伝達率と圧力損失を同時測定した。液膜からの蒸発による伝熱量の補正は、空気の乾き度を正確に見積もることにより可能となった。その結果、熱伝達率は従来の蒸気ー水系の場合の相関式より全般に高くなることが分かった。これは液膜厚さ、液滴エントレイン流量の差によるものと考えられ、現在、液膜厚さをコンダクタンス法により測定中である。また、エントレイン流量測定のため装置の改良を進めている。
(2)フレオン沸騰流については、多点光ファイバープローブを使用して熱伝達率の測定と同時に管内のボイド分布を調べた。沸騰抑制域では液膜が非常に薄く、液相の大部分が蒸気コア中には液滴エントレインとして存在することが明らかとなった。本プローブは空調機内部の熱媒体の挙動の調査にも応用され、有効であった。
(3)蒸気ー水系沸騰流の実験データに対して単相流熱伝達と圧力損失のアナロジーを適用し、比較を行ったところよい相関の得られることが分かった。両者の差は流動様式によって異なり、これをパラメータKで表示した。この相関結果に基づいて、物性値変化を伴う単相乱流熱伝達理論を環状流モデルに拡張し、数値計算で熱伝達と圧力損失を算出し、蒸気ー水系沸騰流の実験データと比較した。その結果、計算値は実験値よりいずれの場合も50%程度低くなることが判明した。これは液滴のエントレインにより液膜が薄くなるためであり、この流量を正確に予測できれば、本計算方法が有効であることが明らかとなった。
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