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直接接触蒸発熱交換による廃熱回収

研究課題

研究課題/領域番号 60850041
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関九州大学

研究代表者

藤田 恭伸  九大, 工学部, 教授 (90037763)

研究分担者 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)
SAKAGUCHI Seiichiro  Hitachi, Ltd, Mech. Eng. Res. Lab. Chief Researcher
SHIINA Kohji  Hitachi, Ltd, Mech. Eng. Res. Lab. Research Officer
研究期間 (年度) 1985 – 1986
研究課題ステータス 完了 (1986年度)
配分額 *注記
5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
1986年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1985年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード直接接触蒸発 / 相変化 / 沸騰熱伝達 / 廃熱 / 熱回収 / 直接接触式蒸発器 / 廃熱回収 / 性能評価法 / 沸騰蒸発過程 / 沸騰形態 / 流動伝熱特性 / 二相流伝熱 / 高性能熱交換器
研究概要

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蒸発過程は、ノズル出口近傍での気泡の合体挙動に影響される。低沸点媒体の注入流量と温度、水とのあいだの温度差、ノズル出口レイノズル数が増すと沸騰形態は不安定→安定→蒸気柱へと変化する。
2.沸騰形態が不安定から安定を経て蒸気柱へと遷移するとともに蒸発性能は改善され、蒸気柱形態において最高の性能を示す。
3.蒸気柱形態の発生限界は主として低沸点媒体のノズル出口における過熱度とノズル出口レイノズル数に支配される。低沸点媒体がサブクール液の場合でも気泡核を注入すれば沸騰開始を促し、蒸気柱形態への移行を早める。
4.直接接触蒸発熱交換器の伝熱性能の評価指標としては体積基準の熱伝達係数が適している。熱伝達係数に及ぼす温度,流量,ノズル径等の操作パラメータの影響を検討した。
5.要因分析の結果、蒸発媒体の注入流量と、水と媒体とのあいだの温度差が支配的な影響因子であることが分った。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は増加する。
6.温度差の影響に関してモデル実験を行った結果、気液界面に形成される低沸点媒体の液膜の広がり状況が温度差によって変化し、そのために蒸発性能に差が生じることが判明した。
7.直接接触蒸発熱交換器の性能評価と最適設計に必要な体積基準の熱伝達係数の実験整理式を作成した。整理式を用いて各種影響因子の感度解析を行った結果、一般に水温と低沸点媒体流量の変化に対する蒸発性能の感度が高く、熱交換器の幾何学的スケールの変化に対する感度は低いことが判明した。8.以上のユニットモジュールの結果よりスケールアップモジュールの廃熱回収への適用は可能と判断される。

報告書

(3件)
  • 1986 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1985 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (13件)

  • [文献書誌] 藤田恭伸: 日本機械学会論文集. 51. 2647-2655 (1985)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 椎名孝次: 第22回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 524-526 (1985)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤田恭伸: 日本機械学会論文集. 52. 1379-1386 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤田恭伸: Proceedings of 2nd ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference. (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, Yasunobu: "Heat Transfer Process in Direct Contact Evaporation (lst Rep., Measurement of Droplet Formation and Boiling Process)" Transactions of Japan Society of Mechanical Engineers. 51. 2647-2655 (1985)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiina,Kohji: "Evaluating Method of Heat Transfer Performance in Direct Contact Evaporator (2nd Rep., Flow Regime and Heat Transfer Correlation)" Proceedings of 22th Japan National Heat Transfer Symposium. 524-526 (1985)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, Yasunobu: "Heat Transfer Process in Direct Contact Evaporation (2nd Rep., Boiling Regime and Heat Transfer Characteristics)" Transactions of Japan Society of Mechanical Engineers. 52. 1379-1386 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita,Yasunobu: "Heat Transfer Characteristics in Direct Contact Evaporation Process" Proceedings of 2nd ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference. (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤田恭伸: 日本機械学会論文集. 51. 2647-2655 (1985)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田恭伸: 日本機械学会論文集. 52. 1379-1386 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田恭伸: Proceedings of 2nd ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference. (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 日本機械学会論文集. 51-468. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書
  • [文献書誌] 日本機械学会論文集. 52-475. (1986)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書

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公開日: 1987-03-31   更新日: 2016-04-21  

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