| 研究概要 |
マイクロチャンネル熱交換器は「小型」の他に「昇温の速さ」を特徴としてもつ.このためマイクロチャンネル熱交換器は厳密な温度管理が要求されるプロセスなどでの利用が予想され,その開発と熱交換特性の解明が行われている.しかしマイクロチャンネルをガスが流れる場合,流動抵抗が大きいことから圧力はチャンネル内で大きく低下し,ガスは膨張,加速される.高速のガス流の場合,速度が増加すると運動エネルギーが増加し,その増加分にほぼ等しい量の熱エネルギーが減少し温度は低下する.このため高温側ガスの静温が低温側ガスの静温より低くなる場合が考えられ,特異な熱交換特性を示すことが予想される.しかし,ガス-ガスの並流型,向流型マイクロチャンネル熱交換器の熱交換特性を調べた研究はなく,全くわかっていない.本研究の目的はガス-ガスのマイクロチャンネル熱交換器について,1)上述の現象,すなわち,高温側ガスの静温が流入してくる低温側ガスの静温より低くなる場合があることの確認.2)交換熱量から計算される熱通過率とRe数,Ma数との関係の解明.3)交換熱量(熱通過率)推定法の確立である.
数値解析では,並流および向流の場合を解析し,高温側ガスの静温が低温側のそれより低くなることがあることを明らかにし,温度に全温度を用いれば,従来用いられている交換熱量の推定法であるNtu-ε法を使うことができることを明らかにした.さらに熱通過率の推定法について検討中である.
実験については,実験装置がほぼ出来上り,ガス温度測定など予備実験を開始したところである.
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