高温反応ガスなどからの高効率熱伝達

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63603008
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 棚沢 一郎 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30013105)
• 研究分担者: 荻野 文丸 京都大学, 工学部, 教授 (50026069) ; 相原 俊雄 東北大学, 高速力学研究所, 教授 (90006172) ; 越後 亮三 東京工業大学, 工学部, 教授 (70037737) ; 広安 博之 広島大学, 工学部, 教授 (40034326) ; 平野 敏右 東京大学, 工学部, 教授 (70007615)
• キーワード: 熱エネルギー有効利用 / 高温ガス / 高効率燃焼 / 高効率熱伝達 / 伝熱促進

研究概要

分担課題ごとに記す。(1)平板伝熱面への熱流束を、火炎面を乱すことによって、大幅に増加させ得ることを示した。来年度は様々な形状の伝熱面付近の気体の速度、温度、反応などの局所的な変動をアルゴンレーザーを用いて計測し、伝熱面近傍での燃焼反応を維持する方法について提案する。(2)燃料噴霧と燃料蒸気が混在している場における各種の測定方法を確立し、フラウンホーヘル回折により粒径を求め、ホログラムの解析から超臨界雰囲気下の燃料噴霧の蒸発現象を解析した。(3)多孔性固体ふく射変換体を用いた熱交換器では極めて高い熱通過率が得られることを理論的・実験的に明らかにした。今後は被加熱側に作動流体として、吸熱反応性混合気を用い、その反応帯構造と伝熱特性を実験的に明らかにする予定である。(4)高温回流風洞の建設とならし運転をほぼ完了し、併せて300K級の常温域、400〜700K級の中温域の伝熱実験を、6.3mm管径基準の空塔レイノルズ数=30〜300の範囲で行った。現在、1300K級の高温実験を開始したが、年度内には本研究目的を完遂する予定である。(5)相互不溶解性2液を成層させた場合とスプレー塔を用いた場合について2液間の熱伝達係数を測定した結果、いずれの場合も蒸発を伴う時は、熱伝達係数は大きくなることがわかった。今後更にデータを集積し、実験式を混出する。(6)一様熱流束で加熱された垂直管内を流れるR11-R113混合媒体の伝熱特性を、低クオリテイの核沸騰域から中クオリテイの二相強制対流域の範囲で測定し、濃度、熱流束、質量速度及びクオリテイの影響を検討した。(7)平板からのプール沸騰状態に0〜35kV/cmの電場を印加して沸騰曲線の測定を行い、膜沸騰域で3〜8倍の伝熱促進比を得た。また、高温面上での液滴の蒸発に関する実験でも、電場による蒸発速度の大幅な増大を確認した。

研究成果

• [文献書誌] 鶴田俊、平野敏右: 東京大学工学部紀要. A-26. 54-55 (1988)
• [文献書誌] T.Tsuruda,;K.Komatsu,;T.Hirano: Progress in Astronautics and Aeronautics Seires.AIAA. (1989)
• [文献書誌] T.Tsuruda,;T.Hirano.: Combustion and flame. (1989)
• [文献書誌] 西田恵哉、高須賀詳隆、広安博之: 日本機械学会論文集(B編). 54-497. 203-210 (1988)
• [文献書誌] K.Nishida,;H.Hiroyasu.;M.Suzuki: Proceedings of the First KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference. Vol.1. 1-423 (1988)
• [文献書誌] 吉澤善男、林昭彦、越後亮三: 日本機械学会論文集. 54. 2192-2198 (1988)
• [文献書誌] 谷川明、富村寿夫、越後亮三、花村克信: 第26回日本伝熱シンポジウム. (1989)
• [文献書誌] T.Aihara,;S.Maruyama,;S.Aya,;M.Hongoh: Experimental Thermal and Fluid Science. 1. 315-323 (1988)
• [文献書誌] S.Maruyama,;T.Aihara,;Y.Tanaka,;K.Kasahara: Experimental Thermal and Fluid Science. 1. 325-333 (1988)
• [文献書誌] 相原利雄、円山重直、崔準燮: 東北大学高速力学研究所報告. 61. (1989)
• [文献書誌] F.Ogino: Proc.of Int.Symp.on Heat Transfer Enhancement and Energy Conservation. (1989)
• [文献書誌] 荻野文丸、鎌田正裕、阿部真人: 化学工学協会第54年会研究発表講演要旨集. (1989)
• [文献書誌] 藤田恭伸 他: Proceedings of 1st KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference. Vol.1. 144-149 (1988)
• [文献書誌] 藤田恭伸 他: 第25回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 286-288 (1988)
• [文献書誌] 藤田恭伸 他: 第26回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (1989)
• [文献書誌] 上村光宏・西尾茂文・棚沢一郎: 第26回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (1989)
• [文献書誌] 高野清・西尾茂文・棚沢一郎: 第26回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (1989)