| 研究課題/領域番号 |
01603516
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| 研究種目 |
重点領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
土方 邦夫 東京工業大学, 工学部, 教授 (60016582)
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| 研究分担者 |
長崎 孝夫 東京工業大学, 工学部, 助手 (30155923)
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| 研究期間 (年度) |
1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1989年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
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| キーワード | 伝熱促進 / 強制対流 / ふく射 / ねじりテ-プ / 固体粒子 |
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| 研究概要 |
高温気体の熱エネルギ-の有効利用において重要な高温場での伝熱促進を図るため、ねじり方向の異なる一対のねじりテ-プを円管内に挿入し、2次流れ生成により対流伝熱を促進するとともに管壁・ねじりテ-プ間のふく射熱交換により伝熱を促進する方法を提案し、その伝熱性能を実験を主に明かにした。まず高温場でのふく射の効果を含めた本促進体の総合性能を明らかにするため、作動流体に最高800℃の高温空気を用い伝熱実験を行った。その結果、空気温度500℃の場合でふく射の効果により熱伝達率が常温の場合の1.5倍程度、平滑管の場合の3倍程度増加し、この促進効果は強制対流伝熱の寄与が小さい低Re数域でより大きいことが分かった。このふく射の効果について管壁・流体・促進体間の熱の授受の釣合に基づき解析を行なった結果、ふく射による伝熱の増加を理論的に予測することができた。これらの結果を用い、流量・圧力損失・伝熱量一定のもとでの必要伝熱面積の観点から促進体ピッチの影響を含め性能評価を行なったところ、本促進体により伝熱面積を3割以上減少できることが分かった。次に高Re数域での性能向上を図るため、流路を縦形として固体粒子を混入した実験を行なった。その結果適当な空気流速範囲で流路内に粒子が上昇する部分と下降する部分が生じ、この流動層的な状態で粒子添加により熱伝達率がねじりテ-プのみの場合に比べ約50%増加することが分かった。さらに赤外線放射温度計により粒子を含む流路内の温度状態を測定した結果、固体粒子が上昇・下降運動に伴って熱を輸送することが分かった。
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