| 研究課題/領域番号 |
16560179
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
姫野 修廣 信州大学, 繊維学部, 助教授 (20114887)
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| 研究分担者 |
日向 滋 信州大学, 繊維学部, 教授 (80007020)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
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| キーワード | 密度成層 / 自然対流熱伝達 / 二重拡散 / 系統的解明 / 二重円管 / 伝熱面間距離 / Rectangular Cell |
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| 研究概要 |
本研究では、研究代表者のこれまでの研究成果に加え、二重円管の管径比の影響、伝熱面間距離の影響を明らかにすることによって代表的伝熱場における密度成層の影響を網羅的に解明するとともに、そうして得られた知見や熱伝達率の定量的データをもとに理論解析することにより密度成層場における熱伝達率を整理できる一般相関式を作成するなど、その系統的解明を行うことを目的としている。
平成16年度は、前年度報告のように内径70mmのアクリル管の中に外径50mmまたは15mmの銅管を同軸に設置し、この中にサッカロース水溶液の密度成層を形成して二重円管内の密度成層内自然対流熱伝達について外管と内管の管径比の影響を実験的に明らかにした。
平成17年度は、矩形容器内の密度成層内自然対流熱伝達につき伝熱面間距離の影響を実験的に明らかにするとともに、理論モデル構築の一環として、対流セルの熱伝達率の相関式作成のため矩形境界領域内の自然対流熱伝達についてアスペクト比をパラメータに理論解析を行った。
具体的には、矩形容器内での実験的研究では、伝熱面間距離が10mm、20mm、40mm、60mmの各場合について装置を製作し、サッカロース水溶液の密度成層を形成して実験を行った。その結果、伝熱面間距離の変化につれ個々の分離対流層のアスペクト比が大きく変化し、それによって全体の熱伝達率が著しく影響を受けることを定量的に明らかにした。
また矩形境界領域内の自然対流熱伝達に関する理論解析では、アスペクト比が0.1〜20、レイリー数が10^3〜10^7の広い範囲にわたって数値計算を行い、平均熱伝達率を求めるとともに、上記実験に対応してアスペクト比が1の時に最もヌセルト数が大きくなることを明らかにした。また各アスペクト比の場合について熱伝達率の相関式を作成し、一般相関式の作成について検討を行った。
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