权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

微細構造を有する繊維集合体からの熱伝達特性と伝熱制御に関する研究

微结构纤维聚集体传热特性及传热控制研究

基本信息

批准号：
02203207
负责人：
相原利雄
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
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：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、極細線繊維集合体を用いた高応答性加熱器による気体の伝熱制御に関する基礎研究として、繊維群の熱伝達特性を解明するため、素線径8μmのカ-ボン繊維集合体の常温域における極低レイノルズ数域での熱伝達特性を実験的に明らかにした。つまり、本研究を遂行するために、下記の手順で実験・解析を行った。1.実験装置の製作まず常温域のガス流を対象とする小型風洞を製作した。この装置は、線径8μmのカ-ボン繊維を多数並列に配列した極細線繊維群加熱器を内臓するもので、空気を作動流体として、非定常加熱による応答特性を測定することによって、極低レイノルズ数域における熱伝達特性を簡便に測定するものである。2.測定原理の確立実験で用いた繊維は8μmのカ-ボンファイバ-のため、細線表面の温度計測を行うことは不可能である。そこで本研究では、予め繊維群の熱伝達率を仮定して繊維群加熱器の非定常伝熱特性について数値解析を行い、任意の入力パルス形状に対する加熱器の出口ガス温度の推定値と実験値を比較することによって、繊維群の熱伝達率を推定する手法を取った。3.極細線群の熱伝達率の評価上記の実験を種々のガス流速について行い、例えばガス流速=14cm/sで熱伝率h=約12W/(m^2K)の測定値を得た。流速14cm/における単一極細線の熱伝達率を本実験条件に対して見積ると、h=1300となり、両者に大きな隔たりがある。これらの結果は、低レイノルズ数で単一粒子や単一細線に漸近する充填層等で用いられている熱伝達率の実験式と矛盾し、極低レイノルズ数域での充填層や繊維郡の熱伝達率は、単一粒子や繊維の熱伝達率に漸近しないことが明らかとなった。以上要するに、本年度の研究目的は、ほぼ達成されたものと考える。

This study is aimed at basic research on thermal control of ultra-fine wire dimensional aggregates in the application of high-performance heaters, and to clarify thermal transmission characteristics of ultra-fine wire dimensional aggregates with a diameter of 8μm in the normal temperature range and in the ultra-low temperature range. This study was carried out in the following way: 1. The manufacture of a small wind tunnel in the normal temperature domain This device is equipped with a large number of parallel arrays of 8μm diameter wires, a small number of wires and a small number of heating elements. It is easy to measure the heat transfer characteristics of the internal and external operating fluids under unsteady heating. 2. The principle of measurement was established. It was impossible to measure the temperature on the surface of a thin wire with a diameter of 8μm. In this study, the heat transfer rate of a three-dimensional group is determined, and the unsteady thermal characteristics of a three-dimensional group heater are analyzed numerically. The estimated temperature of the outlet of the heater is determined according to the arbitrary input force and shape. The heat transfer rate of the three-dimensional group is estimated. 3. An evaluation of the heat transfer rate of the ultra-fine line group is recorded in the above section. For example, the flow rate =14cm/s and the heat transfer rate h= about 12W/(m^2K) are measured. Flow velocity 14cm/min, heat transfer rate of a very fine line, and the actual conditions for the product, h=1300, and large separation. The results show that the heat transfer rate of a single particle, a single fine line, a small filling layer, etc. is contradictory, extremely low, and the heat transfer rate of a single particle, a small filling layer, a small filling layer, etc. is asymptotic. This year's research aims are to achieve the above objectives.