スポット冷却の高効率化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 63550162
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 馬渕 幾夫 岐阜大学, 工学部, 教授 (50021556)
• 研究分担者: 桧和田 宗彦 岐阜大学, 工学部, 助手 (60021622) ; 熊田 雅弥 岐阜大学, 工学部, 助教授 (30021603)
• 研究期間 (年度): 1988
• 研究課題ステータス: 完了 (1988年度)
• 配分額: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1988年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 強制対流熱伝達 / 軸対称円形衝突噴流 / 岐点熱伝達率 / 円錐まわりの流れ / はく離泡 / スポット冷却 / 平板状フィン付円錐 / コア領域

研究概要

1.3種類のノズル径(d=12,24,36mm)の自由噴流特性を測定し、従来の結果と一致することを確認した。いずれのノズルもコア領域は、ノズル径の約5倍であった。
2.ターゲットになる円板は、9分割され、それぞれ独立のヒーターで等温条件になるように調節された。基準となる軸対称円形衝噴流熱伝達率は、従来の結果とよく一致した。
3.以上の基礎実験の後、高さ41.9mm、底面半径7mmの円錐を岐点に設置し、噴口速度及びノズル円盤間距離を変化させて、局所熱伝達率を測定した。
(1)円錐底面積に相当する平均岐点熱伝達率は、円錐の無い場合に比して約2.3倍の値を示した。
(2)円錐端部以後では、熱伝達率は急激に減少し、平滑な円板の値の約1.1倍の値で相似な分布となる。
(3)ノズル径が大きくなる程、円錐の効果は減少する。
(4)ノズル円板間距離による円錐の効果は、大きくなく、若干距離が大きくなると低下する傾向を示す。
4.円錐まわりの流れの状況を把握するため、壁面静圧分布を測定した。軸対称物体まわり特有の岐点近傍加速流れの影響によって、円錐母線上静圧は、円錐のない場合に比して逆の正の圧力勾配を示す。また円錐端部で、再び負の圧力勾配となる。これは、実測していないが、円錐端部でのはく離とそれに伴ううず形成を示唆するものである。
現在円錐形状を変化させた実験を行っている。この実験終了後、円錐にフィンを取付けた実験を行い、最終的なまとめに入る予定である。