| 研究概要 |
加熱部と冷却部を銅ブロック、その間の断熱部を耐熱ガラス管とした垂直サーモサイフォン型ヒートパイプを試作し、ヒートパイプ熱輸送特性-加熱部・冷却部間温度差と輸送熱量の関係-および熱輸送限界を測定し、解析的考察を加えて次の結果を得た。。なお、測定パイプの内径は15,10および6mm、使用した作動液はR113,メタノールおよび水である。
1.加熱(沸騰)部と冷却(凝縮)部の伝熱特性にもとづき、熱輸送特性の無次元表示式を導いた。
2.加熱部の沸騰伝熱特性はよく知られているプール沸騰とさして差はない。冷却部の凝縮伝熱特性はヌセルトの層流膜状理論の結果と同様な傾向を示すが、熱伝達率の値自体はメタノール,水と管内上向き蒸気流速が増大するにしたがって、大幅に低下した。凝縮熱伝達率の低下は、解析結果との比較から、凝縮蒸気の運動量および蒸気に同伴される微細液滴の効果と考えられることを示した。
3.耐熱ガラス管断熱部内の流動状態の観察によると、実際上サーモサイフォンで問題になる熱輸送限界は、蒸気流速の上昇による還流液のフラッディングに起因する加熱面ドライアウトによって生ずるものと考えられる。
4.熱輸送限界を与える従来の実験式の予測値は広い範囲に散ばっている。これらの式を比較検討し、本実験のデータは最も低い予測値を与える式に近いことを示した。
なお、以上の結果は現在、学会で発表するよう準備中である。また、さらに広い範囲にわたる熱輸送限界に関する実験を引きつづき進める予定にしている。
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