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2次流れを生成するふく射促進体による高温場での伝熱促進に関する研究

利用产生二次流的辐射促进剂促进高温场传热的研究

基本信息

批准号：
01603516
负责人：
土方邦夫
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01603516/
关键词：
伝熱促進強制対流ふく射ねじりテ-プ固体粒子

项目摘要

高温気体の熱エネルギ-の有効利用において重要な高温場での伝熱促進を図るため、ねじり方向の異なる一対のねじりテ-プを円管内に挿入し、2次流れ生成により対流伝熱を促進するとともに管壁・ねじりテ-プ間のふく射熱交換により伝熱を促進する方法を提案し、その伝熱性能を実験を主に明かにした。まず高温場でのふく射の効果を含めた本促進体の総合性能を明らかにするため、作動流体に最高800℃の高温空気を用い伝熱実験を行った。その結果、空気温度500℃の場合でふく射の効果により熱伝達率が常温の場合の1.5倍程度、平滑管の場合の3倍程度増加し、この促進効果は強制対流伝熱の寄与が小さい低Re数域でより大きいことが分かった。このふく射の効果について管壁・流体・促進体間の熱の授受の釣合に基づき解析を行なった結果、ふく射による伝熱の増加を理論的に予測することができた。これらの結果を用い、流量・圧力損失・伝熱量一定のもとでの必要伝熱面積の観点から促進体ピッチの影響を含め性能評価を行なったところ、本促進体により伝熱面積を3割以上減少できることが分かった。次に高Re数域での性能向上を図るため、流路を縦形として固体粒子を混入した実験を行なった。その結果適当な空気流速範囲で流路内に粒子が上昇する部分と下降する部分が生じ、この流動層的な状態で粒子添加により熱伝達率がねじりテ-プのみの場合に比べ約50%増加することが分かった。さらに赤外線放射温度計により粒子を含む流路内の温度状態を測定した結果、固体粒子が上昇・下降運動に伴って熱を輸送することが分かった。

The heat generation of high temperature gas-the effective utilization of heat transfer promotion in the important high temperature field, the direction of heat transfer promotion in the pipe, the generation of secondary heat transfer promotion in the pipe wall, the radiation heat exchange between heat transfer promotion methods proposed, the heat transfer performance of the main light. The results of high temperature field radiation include the overall performance of the promoter, and the performance of the actuator in high temperature air up to 800℃. The results show that when the air temperature is 500℃, the heat transfer rate of the radiation effect is 1.5 times higher than that of the normal temperature case, and the heat transfer rate of the smooth tube is 3 times higher than that of the normal temperature case. The promotion effect of the radiation effect is the stress heat transfer rate. The heat transfer and reception between the tube wall, fluid and promoter are analyzed based on the results of the theoretical prediction of the heat transfer and increase of the radiation. The results of this study include: use, flow, pressure loss, heat transfer, and heat transfer. The performance of the secondary high Re domain is upward, the flow path is upward, and the solid particles are mixed. As a result, the flow rate of particles in the flow path increases by about 50% when the air velocity range is appropriate, and the flow rate of particles in the flow path increases by about 50% when the flow rate is appropriate. The infrared radiation thermometer measures the temperature state of the particles in the flow path, and the heat transfer of the solid particles.