一様な下降流中に置かれた水平加熱円板上の共存対流について

均匀向下流动的水平加热盘上的共存对流

• 批准号: 06650245
• 负责人: 北村 健三
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650245/
• 关键词: 共存対流; 自然対流; 強制対流; 熱伝達; 水平円板; 可視化

本研究は、水平な加熱円板から立ち昇る自然対流に対し逆向き、すなわち鉛直下方に一様な強制対流を流した、いわゆる共存対流の流動および熱伝達を実験的に解明したものである。まず、加熱円板上の流動および伝熱特性を包括的に把握するため、水を試験流体として伝熱面まわりの流れを染料で、また伝熱面表面温度を感温液晶シートでそれぞれ可視化した。可視化は、直径D=22mmの円筒ダクト内に直径d=100および50mmの等熱流束加熱円板を水平上向きに設置した場合を対象に行った。その結果、純自然対流時には層流境界層流が円板外周部に生じ、ついでこの境界層流が3次元的にはく離し、筋状の流れとなって円板中心部にまで達した後、鉛直上方に流れ去ることが確認された。一方、鉛直下方に強制対流を印加すると、円板中心部に強制対流によるよどみ域が生じ、流速の増加と共に急速にこの領域が拡大していくことが明らかになった。このよどみ域の拡大に伴って、上述の自然対流が支配する領域は次第に縮小し、遂には円板表面全体が強制対流支配となることが確認された。これらの可視化結果を参考にして、円板の半径および周方向の局所熱伝達率の測定を行った。その結果、純自然対流時には上述の3次元はく離と筋状流れの発生に伴って、熱伝達率は半径方向だけでなく周方向にも大きく変化することが確認された。これに対して、強制対流を重畳させると自然対流が支配的な円板の外周部では、局所熱伝達率は相変わらず半径、周方向ともに変化するが、強制対流が支配的な円板中央部ではほぼ一定な熱伝達率が実現されることが解った。また、これらの可視化および局所熱伝達率の測定結果をもとに、円板上の強制および自然対流支配域の一般的な領域判別法を提案すると共に、一様な熱伝達率を得るための条件を明らかにした。なお、これらの結果の詳細については、近く講演論文として発表する予定である。

In this study, horizontal heating plate, vertical heating plate, vertical heating The flow and thermal characteristics of the heating plate include the control of the flow and thermal characteristics of the water and thermal surface, the visualization of the thermal surface temperature and thermal characteristics of the liquid crystal. For visualization, the diameter of the tube is D=22mm, and the diameter of the tube is D=100 mm to 50 mm. The constant heat beam heating plate is horizontally arranged. As a result, pure natural flow, laminar flow, laminar flow. The pressure field in the vertical direction is larger than the pressure field in the central part of the plate. This is the first time that the surface of the plate has been subjected to forced flow. This visualization results in the determination of the heat transfer rate of the plate radius and circumferential direction. As a result, when the flow is pure natural, it is confirmed that the three-dimensional flow is generated in the radial direction. The heat transfer rate in the outer part of the plate dominated by the stress flow is different from that in the outer part of the plate dominated by the stress flow A general method for determining the domain of stress and natural flow on the plate is proposed. The results of this paper are detailed and detailed, and the results of recent lectures are presented in a predetermined manner.

项目成果

北村健三: "下降流中に設置された水平加熱円板まわりに生じる共存対流の流動および熱伝達" 日本機械学会東海支部講演会講演論文集. (1995)

Kenzo Kitamura：“安装在向下流动的水平加热盘周围发生的共存对流的流动和传热”日本机械工程师学会东海分会讲座论文集（1995）。