| 研究課題/領域番号 |
14350102
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
飛原 英治 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (00156613)
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| 研究分担者 |
大宮司 啓文 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (10302754)
王 剣鋒 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (30345269)
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| キーワード | ヒートポンプ / 二酸化炭素 / COP / 気液二相エジェクタ / 遷臨界サイクル |
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| 研究概要 |
本研究は二酸化炭素冷媒を用いた冷凍機のCOPの低さを改善すると期待されている、エジェクタと呼ばれる膨張動力回収機構の研究・開発に関するものである。
初めに、昨年に引き続きエジェクタの第一の構成要素であるノズル単体での解析を行った。本研究のエジェクタではノズル内部の臨界現象が流体の減圧沸騰によって生じるため、ノズル喉部の設計が大きく影響する。従って実験のパラメータとしてはうバールノズルの先細角度や末広角度、それから喉部近傍の緩急やその他の発泡促進機構といったものを変化させてその影響を見た。ノズルの入口条件としては冷凍機として通常使われる範囲で変化させ、それぞれに対して背圧も変化させた。
結果として、臨界流量はIHEモデルで精度良く予測できること、圧力分布は他の冷媒とは大きく異なる挙動を示し明確な過膨張現象が観測できること、喉部近傍の設計に対して縮流などの損失を抑える観点での設計が臨界自体を阻害して大きく効率を下げる場合があること、などを明らかにした。
また、エジェクタ全体に対する実験を行うと共に、その解析を行い,二酸化炭素サイクルに試作したエジェクタを組み込み、その性能の解析を行った。試作エジェクタの設計パラメータとしてはノズル内の寸法、混合部の内径、ディフューザの有無などを選び、ノズルのエジェクタ内での位置はスペーサを用いて移動できるようにした。実験に際してはそれぞれの設計パラメータに対し、ノズル入口や吸引流の温度・圧力を変化させた。
上記パラメータのエジェクタ性能に対する影響を蓄積しつつ、現象解明に資する知見を得た。
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