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分岐部をもつマイクロチャンネル内気液二相流の流動特性と気液分配挙動

带分支微通道内气液两相流的流动特性及气液分布行为

基本信息

批准号：
13875042
负责人：
廣田真史
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

多分岐をもつマイクロチャンネル内における気液二相流の熱流動と分岐管への気液分配挙動は,熱流体機器のマイクロ化やマイクロデバイスの開発・実用化に際して,今後重要な研究課題になると考えられる.しかし,こうしたマイクロスケール下の複雑な形状をもつ流路内の混相流動系に関する研究は従来非常に少ない.本研究は,将来広い分野にわたって応用が見込まれる多分岐マイクロチャンネル内気液二相流において,基本的な流動特性と分岐管への気液分配挙動を実験的に明らかにし,気液分配のメカニズムを解明するとともに,気液の均等分配を実現するための基礎データを取得することを目的とする.本年度は,昨年度の実験に引き続き,間隙を200μmまで狭くした流路内の窒素-水系等温二相流を対象として,各分岐管への気液分配率と局所ボイド率を測定した.その結果,流路間隙を狭くすることにより液相の表面張力によるCapillary Effectを有効に引き出すことが可能となり,その結果,流路間隙が広い場合に比べてより広範な実験条件下にわたって分岐管への液相分配率を均一化できることが明らかとなった.また,分岐直前の主管と分岐直後の支管における局所ボイド率は流路間隙を狭くするほど高くなるが,両者の間には流路間隙が広い場合の流路と同程度の良好な相関があることを確認した.これらの実験に加えて,流路の圧力損失についても測定を行った.その結果,実験流路全体の圧力損失と,その構成要素である主管部分における圧力損失,分岐部を通過する際の曲がりによる圧力損失,各分岐管における圧力損失を明らかにすることが出来た.こうした圧力損失の測定結果と気液分配特性及び局所ボイド率を詳細に比較することにより,分岐管への気液分配のメカニズムについて検討した.

The development and application of thermal fluid machines in the field of thermal fluid distribution and thermal fluid flow in multi-manifold systems are important future research topics. There is little research on the relationship between the complex shape and the mixed phase flow system in the flow path This study aims to obtain the basic flow characteristics of gas liquid two-phase flow in manifold and the basic solution of gas liquid distribution in manifold. This year, compared with last year, the gas distribution ratio and local emission ratio of each manifold were measured for the isothermal two-phase flow in the narrow flow path with a gap of 200 μ m. As a result, the surface tension of the liquid phase is reduced by the gap of the flow path, and the distribution ratio of the liquid phase in the manifold is reduced by the gap of the flow path. The branch pipe of the branch pipe The pressure loss of the flow path is measured by the measurement of the pressure loss. As a result, the pressure loss of the whole flow path, the pressure loss of the main pipe part of the main component, the pressure loss of the branch part during the passage, and the pressure loss of the branch pipe are clearly shown. Detailed comparison of pressure loss measurement results, gas distribution characteristics and gas distribution rate was conducted.