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オフセット型乱流衝突噴流は局所熱伝達を制御する基本的方法の1つとして考えられている。近年、エネルギー節約、各種除熱促進に衝突噴流の使用も考えられている。
平成4年度には、衝突面の温度測定に感温液晶を使用しているが、その精度向上とオフセット型乱流伝熱流動実験を行った。感温液晶の温度測定には伝熱面上の色分布をいかに詳細に分割し、温度に定量化するにある。本実験ではR・G・B法を使用することにより、従来の狭帯域干渉フィルター法よりは精度の向上と容易さが得られた。この詳細な温度分布を使用して加熱部内の熱伝導による熱移動を考慮し正味の熱流束を得た。これらの手法を乱流衝突噴流伝熱実験に適用した。
オフセット型にはノズル角度90°、60°、45°の3種類に対し、ノズル径を一定にして流体流量を変化させて実験を行った。従来1次元的にしか得られていなかった伝熱状態を2次元的に評価した。さらに伝熱実験に対応した流動実験を行い特性の検討をすすめた。対熱特性について以下に述べる。局所ヌセルト数の勾配は幾何学的岐点の主流側において緩やかでレイノルズ数と傾斜角度に依存した平坦領域が存在する。またノズルの傾斜により副流側に最大値を有し楕円形領域が存在する。熱流束の補正は低レイノルズ数ほど大きく、その割合は6〜17%にも達する。これに対応した流動状態は副流側で静止流体からの巻き込みが大きく乱水が増幅し伝熱促進を促しているようである。
以上、オフセット型乱流衝突噴流による伝熱特性が明らかになり、その有効性を評価することができた。
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