2014 Fiscal Year Annual Research Report
温度成層型蓄熱槽の極限性能を可能とする垂直吹出・吸込ディフューザーの研究
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24360236
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
相良 和伸 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30109285)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
甲谷 寿史 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20243173)
岩田 剛 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 技術専門員 (20636542)
北野 博亮 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80293801)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 蓄熱 / 温度成層 / ディフューザー / CFD / 実験 / 性能評価 / 設計 / 簡易モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、日中の電力需要ピーク低減効果が大きい蓄熱式空調システムで用いられる温度成層型水蓄熱槽の極限性能を可能とするディフューザーを開発しようとするものである。この目的を達成するために、垂直吹出ディフューザーの基本性状の実験的検討として、三重大学の実験設備を利用して、種々の条件の違いによる温度成層の形成状況の検討を行うとともに、実際的な条件下での蓄熱性能の把握と得られた実験データを用いたＣＦＤのより広範な条件での精度検証を実施した。その結果、乱流モデルでは対応できない非常に遅い流れとなる条件では層流モデルが適切であることが明らかとなったが、乱流モデルでも実務的には安全側の性能評価となることを確認した。
ＣＦＤによる検討としては、ディフューザー吐出面に設けられるパンチングメタルのＣＦＤモデル化の検討を行った後、ディフューザーと流入条件を様々に変化させた解析を実施することにより、既開発の簡易モデルである槽内混合モデルにおけるモデルパラメータの同定を行った。また、基本的な性能検討のために吐出面均等流入の場合について様々な条件でＣＦＤ解析を行い、モデルパラメータと流入条件の関係を得た。
また、水面近傍のディフューザーでの空気混入状況について、理論的検討を行うとともに、ＶＯＦ法による空気と水を同時に解くＣＦＤにより、理論から導出された限界条件の検証を行い、おおむね適切な予測精度を持つことを確認した。
性能評価の体系化の理論的検討としては、水平吹き出し方式のディフューザーについては蓄熱性能向上には限界があることを理論的に示して垂直吹き出し方式の優位性を確認するとともに、垂直吹き出し方式のディフューザーについて同定されたモデルパラメータと流入条件との関係を、アルキメデス数とディフューザー設置水深をパラメータとして予測できることを示した。
これら得られた結果を取りまとめて学会発表を行った。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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