| 研究課題/領域番号 |
61460107
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
伊藤 猛宏 九大, 工学部, 教授 (20037740)
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| 研究分担者 |
田中 克典 九州大学, 工学部, 助手 (40037833)
高田 保之 九州大学, 工学部, 助教授 (70171444)
藤田 恭伸 九州大学, 工学部, 教授 (90037763)
尾崎 龍夫 九州大学, 工学部, 教授 (40037742)
清水 峯男 九州大学, 工学部, 教授 (00112300)
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| キーワード | ミスト冷却 / フォグ冷却 / ラミナーフロー冷却 / 沸騰 / 気液混合物 / 制御冷却 |
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| 研究概要 |
本年度は、水-空気流動系、伝熱試験装置の製作を中心に、噴霧ノズルの流動特性および伝熱実験を行った。噴霧ノズルは比較的低質量速度用のものを採用した。噴射距離は520〔mm〕に固定し、操作量として水圧および空気流量を変化させながら、水質量速度の半径方向分布,液滴平均粒径,液滴衝突速度を調べた。それによると、平均水質量速度は空気流量にはほとんど無関係に専ら水流量によって決まること、その値は0.0097〜0.365[kg/【m^2】s]の範囲にあることが分かった。操作量の組合せによっては、平均水質量速度は同じでも、伝熱面中心部分に偏った分布になる場合があるので、実験条件としては中心部と周辺部の差が30%以内になるような噴霧条件とした。したがって、伝熱実験は0.0097〜0.1432[kg/【m^2】s]の範囲で行うことにした。次に、液滴の平均粒径は、写真観察により18.0〜48.5[μm]、衝突速度は4.07〜7.21[m/s]の範囲にあることが分かった。水温はほぼ18[℃]と一定にした。伝熱実験は、先に調べた噴霧条件を所定の状態にした後、伝熱面温度を低い過熱度から徐々に上昇させながら行った。伝熱面銅ブロック80[mmφ]に埋設された熱電対の出力から伝熱面温度と熱流束を求め水質量速度をパラメータとして伝熱特性を求めた。それによると低過熱度において一部定常状態が得られない領域があるものの、限界熱流束から遷移沸騰相当領域、過熱度約400[K]までの膜沸騰相当領域の伝熱特性が得られた。それによると、本実験範囲では過熱度約10〜40[K]の範囲では熱流束がほぼ一定であり、その値が限界熱流束であること、過熱度約150[K]付近で極小熱流束得られること、が分かった。また、伝熱特性にもっとも影響を及ぼす流動パラメータは水質量速度で、液滴径および衝突速度は本実験範囲では影響を及ぼさなかった。
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