| 研究課題/領域番号 |
63460097
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
黒崎 晏夫 東京工業大学, 工学部 (70016442)
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| 研究分担者 |
山田 純 東京工業大学, 工学部, 助手 (40210455)
佐藤 勲 東京工業大学, 工学部, 助手 (10170721)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 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 |
6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
1989年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1988年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
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| キーワード | 流動層熱交換器 / 伝熱促進機構 / 接触熱伝導 / 光学的可視化 / 物質伝達 / 流動層 / 接触熱交換 / 接触時間 / 接触頻度 / 光学的測定 |
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| 研究概要 |
本研究では、流動層熱交換器の伝熱促進機構を詳細に検討するために、流動化粒子と伝熱面間の接触熱伝導の観点から伝熱促進機構の微細構造を検討してきた。
1.まず初年度には流動粒子と伝熱面の接触状況を可視化する光学系の開発を行い、実際に流動層内の粒子と伝熱面の接触状態を観察して、伝熱面上の粒子の接触頻度の分布と伝熱促進割合とが強い相関を示すことから、流動層の伝熱促進には粒子への非定常熱移動が大きな割合で寄与していると結論した。
2.引き続き次年度では、粒子への非定常熱移動による伝熱促進効果を定量的に調べた。主な結果は以下の通り。
(1)粒子・伝熱面間の接触状況の可視化を粒子の径を変えて行い、接触頻度・時間に対する粒径の影響を調べた。その結果、粒子径が小さいほど流動化直後の接触頻度は大きいが、流動速度の増加によって急速に減少することがわかった。これに対し接触時間は粒径・流動速度にほとんど左右されない。このことから粒子と伝熱面の接触時間は層内の粒子の流動状態に依存するといえる。
(2)粒子の接触状況の観察結果を用いて伝熱面から粒子への熱移動量を数値的に求め、伝熱促進に対する粒子への非定常熱伝導の寄与を推定した。その結果、伝熱促進に対する流動粒子への熱伝導の寄与は粒子・伝熱面の接触頻度の大きい流動化直後には極めて大きいが、流動速度が増大するにつれて小さくなることがわかった。
(3)上記の結果を確認するために、熱伝達と物質伝達のアナロジを利用して、流動層のうち粒子への非定常熱伝導によるもの以外の寄与を直接測定した。その結果は粒子の接触状況から計算されるものと良く一致し、上記の接触状況の観察から得た知見が妥当であることが確かめられた。
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