| 研究課題/領域番号 |
63460102
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
藤井 哲 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (20038574)
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| 研究分担者 |
高松 洋 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (20179550)
新里 寛英 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (30101463)
小山 繁 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (00153693)
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| キーワード | 相変化 / 体積力対流凝縮 / 凝縮形態 / 二成分混合蒸気 / エタノ-ル+水 / 水平平滑管 |
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| 研究概要 |
エタノ-ル+水の二成分混合蒸気の水平な平滑管(外径18mm、有効長さ385mm)への体積力対流凝縮に関して、現有実験装置を用いて、組成比、蒸気圧力及び熱負荷を変えた実験を行い、凝縮液膜の流動形態の観察と熱伝達特性の測定を行った。そして、二成分混合蒸気の水平円管上の体積力対流凝縮における気相物質伝達係数は、液膜の流動形態に依存せず、鉛直平板の層流体積力対流凝縮に関する本研究者らの理論式を水平円筒に拡張した式で表現できると仮定して、気液界面における温度、蒸気組成及び液組成を算出し、液膜の熱伝達係数を求め、それを層流液膜に関するヌセルトの理論式と比較した。
1.共沸組成の近傍(バルクのエタノ-ル質量分率y_<1Gb>が約90〜92%)では、凝縮形態は熱流束によらず膜状凝縮となり、液膜熱伝達係数はヌセルトの式とよく一致する。
2.y_<1Gb>=73〜83%では、熱流束によって異なった凝縮形態が出現する。すなわち、熱流束が増加するとともに凝縮形態は、縞状、リング状そして膜状へと変化する。また、液膜熱伝達係数は、ヌセルトの式に比して、縞状凝縮域で約3倍、リング状凝縮域で約3倍から2.5倍、膜状凝縮域で約1.6倍から2倍高い値を示した。
3.y_<1Gb>=28〜60%では、熱流束によらず凝縮形態は滴状となり、液膜熱伝達係数はヌセルトの式に比して約6倍高い値を示した。
4.純水の場合(y_<1Gb>=0%)、凝縮形態は滴状となった。
5.純エタノ-ルの場合(y_<1Gb>=100%)、凝縮形態は膜状となった。
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