| 研究概要 |
固気系流動層は,その優れた伝熱特性からゴミ焼却炉や化学反応炉など,様々な伝熱機器に応用されている.その伝熱促進機構は,(a)粒子-伝熱面の接触時おける非定常熱伝導,(b)伝熱面に滞留する粒子のフィン効果,(c)粒子添加による気相乱れの増加,(d)伝熱面上の温度境界層を横切る(伝熱面に接触しない)粒子による熱輸送,(e)高温における流動粒子群-伝熱面間のふく射熱交換などが考えられている.
本研究では,これらの伝熱促進機構の詳細解明と伝熱モデル構築のための基礎データを得るために、伝熱面近傍粒子の温度を可視化できる光学系を構築すること,また,その粒子温度に与える流動層の各種条件(流動形態,添加粒子の径や粒子の熱的性質)の影響を明らかにすることを目的としている.
本年度では,粒子個々の温度を可視化できる光学系の構築に成功し,種々の粒子について,粒子-伝熱面接触開始時の温度を計測した.その結果,伝熱面への接触開始時の温度は,層内中心温度とは全く異なり,むしろ伝熱面温度に近いこと,また,概ね,熱容量の大きい粒子でたかく,小さい粒子で低くなっていることが明らかとなった.このことから,粒子は伝熱面へ接触する前に温度境界層で加熱されているとの予測がなされたが,現時点では,熱容量の小さい粒子の方が温度が低い理由は見いだせていない.
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