| 研究概要 |
蒸発管内において,ドライアウトが生じると伝熱が悪化する.本研究は,空調機・ヒートポンプ・冷凍機の蒸発器を対象として,冷媒の水平蒸発管内におけるドライアウト点とポストドライアウト熱伝達の特性を明らかにし,それらの精度良い予測式を確立することを目的とする.
本年度は,HCFC-22とHFC-134aを試験流体として平滑管における実験と理論解析を行い,以下の成果を得た.
1.水平蒸発管においては,垂直管の場合と異なり,ドライアウト発生(開始)点とポストドライアウト域に遷移するドライアウト終了点は一致せず,両点のクオリティに0.1〜0.2の大きな差異がみられた.これらドライアウト開始点および終了点のクオリティは,流量と熱流束の影響の違いによって,それぞれ4つの特性域に分類される.現在,異なる径の蒸発管における実験データも得て,整理式を作成中である.
2.ポストドライアウト域において,熱伝達係数の実験値は,過熱蒸気単相流の式(Gnielinskiの式)から算出される値より,一般に小さく,気液(蒸気と液滴)は,過熱蒸気流中に飽和温度の液滴が同伴される熱力学的非平衡の状態にあることがわかった.この傾向は十分下流まで認められた.熱力学的非平衡の程度を支配する蒸気から液滴への熱伝達に関して,種々の条件における管壁温度の実験データから液滴の蒸発量を推算し,その整理式を作成した.これを用いて算出される熱伝達係数の値は,実験値と良く一致した.なお,熱伝達係数に及ぼす流量の影響は大きく,熱流束の影響は小さい.
3.ポストドライアウト域の熱伝達に関して理論解析を行った結果,蒸気から液滴への熱伝達は,液滴の径に強く依存するが,液滴のうける抗力あるいは気液のスリップにはさほど影響を受けないことがわかった.
次年度は,内面ら旋微細溝付管の場合について検討する予定である.
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