| 研究課題/領域番号 |
60550158
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 琉球大学 |
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研究代表者 |
長田 孝志 琉大, 工学部, 教授 (70045186)
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| 研究分担者 |
野底 武浩 琉球大学, 工学部, 助手 (80183903)
新里 寛英 九州大学, 生産科学研究所, 助手 (30101463)
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| 研究期間 (年度) |
1985 – 1986
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| キーワード | 湿り空気 / 小温度差熱交換器 / 凝縮 / 水平円管 / 二相境界層モデル / 層流強制対流凝縮 / 相似解 |
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| 研究概要 |
湿り空気の凝縮を利用した、裸管群で構成される小温度差熱交換器の熱的設計法を確立する目的で、本研究では湿り空気の水平管外面における凝縮熱伝達の実験と表面凝縮する際の界面温度、気相境界層内の温度と濃度分布および潜熱と顕熱の同時移動下におけるそれぞれの寄与等の基本的性質を得るために、水平冷却面に沿う層流強制対流二相境界層モデルの数値解析を行った。研究は第1年度に実験装置の準備と予備的検討ならびに数値解析を、第2年度は水平管外面における凝縮実験と数値解析結果の整理、境界値をデータとして無次元相関式の作成などを行った。以上の研究を通じて得られた成果を以下に要約する。
(1)湿り空気が冷却管壁面上に凝縮する際、表面性状によって膜状、滴状および両者の様想をもつ混合状態を呈するが水蒸気含有量が少ないため、それらの凝縮量および対流熱伝達への影響は小さい。
(2)凝縮を伴なう熱伝達のデータを凝縮量および対流熱伝達に分離し、それぞれの寄与を示す図を作成した。
(3)冷却および加熱実験の熱伝達係数の周方向分布はほぼ同様な傾向を示すが、冷却の場合極小値の位置が後方にずれ、分布がより均一化される。
(4)層流強制対流凝縮の数値解析より、液膜の温度差は無視出来ることおよび凝縮の対流熱伝達におよぼす影響も小さいことが明らかになった。
(5)相似解によって得られた境界値をデータとして凝縮量および対流熱伝達に関する無次元相関式を作成し、それらを組み合せることにより全伝熱量が求められることを示した。このことによって(2)項の実験データの整理法を補完することが出来た。
なお、今後の課題として空気流速範囲の拡張とダミー管の影響を実験的に進める予定である。
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