軟磁性体粒子群を含む気体を用いた局所熱伝達率の増進と制御

利用含软磁颗粒的气体增强和控制局部传热系数

• 批准号: 02203249
• 负责人: 前田 昌信
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Keio 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02203249/
• 关键词: 伝熱促進; 混相流; レ-ザ計測; 乱流伝熱; 強制対流

気体を作動媒体とする熱機器において、熱輸送の高効率化を行なうには作動媒体の動力を最小にし、かつ、熱伝達の高いシステムを作らなければならない。これまで、気流中に微細液滴を添加し、蒸発潜熱を利用する方法や、微細な固体粒子を添加し、熱伝達を増加させる方法が考えられてきた。本研究では気流中に添加する固体粒子に機能性を持たせることによりこれらの欠点を克服し、かつ効果的な伝熱の促進と更にその制御を行うものである。分散粒子群に軟磁性粉体を用い、磁場を印加することで、粒子の運動を効率よく、伝熱面近傍に進入させ、熱伝達の増進及び制御を行なう方法を提案する。本年度は、磁力により気流中の磁性粒子群の制御から得られる伝熱性能の向上の可能性を調べた。得られた結果は以下のとうりである。 (1)分散系の粒子にはキュリ-温度が約100℃の磁性粉粒体でニッケル・ジンク(NiーZn)フェライト粒子を用い、100から200μmの球状顆粒粒子が製作できた。 (2)鉛直下方に流れる矩形断面を有する管内流を取り上げた。磁場の作用下での磁性体粒子の挙動をレ-ザシ-トによる可視化およびレ-ザ流速計による測定を行った結果、伝熱面温度がキュリ-温度以上になると、粒子が堆積する事なく流下していく事が確認できた。また、粒子群の伝熱面に向かう速度成分の測定結果から磁場印可による流動場の変化が定量的に捉えられた。(3)局所熱伝達率の測定結果から、磁場印可点から熱伝達率は増大し、一度、極大値を有する分布となる。これは磁場により引き寄せられた粒子が壁面近傍に集まり、局所的に粒子密度が増加したため、粒子の熱容量効果および流体と粒子の相対運動による撹乱効果が効率よく行われたためである。 以上の結果から磁場印加により効果的な局所熱伝達率の増進が可能である事が示され、当初の目的遂行のためのの十分な見通しが得られた。

The heat transfer efficiency of the heat transfer medium is improved. The power of the heat transfer medium is minimized. The heat transfer efficiency is improved. Methods of adding fine droplets to a gas stream and utilizing latent heat; methods of adding fine solid particles to a gas stream and increasing latent heat; and In this study, solid particles were added to the flow to overcome functional deficiencies, to promote thermal degradation, and to control behavior. Methods for the application of dispersed particles to soft magnetic powders, magnetic field generation, particle motion efficiency, thermal surface proximity, thermal propagation and control are proposed. This year, the possibility of improving the thermal performance of magnetic particles in magnetic field was adjusted. The result is the following. (1)Dispersion system particles are prepared from magnetic powder particles with a temperature of about 100 ° C, spherical particles with a diameter of 100 ° C and 200μm. (2)The vertical flow is rectangular in cross-section and the vertical flow is rectangular in cross-section. The magnetic particle movement under the action of magnetic field is visualized and the measurement result of magnetic particle flow meter is confirmed. Measurement results of velocity components in the thermal surface of particles, magnetic field, and flow field (3)The measurement results of local heat transfer rate show that the magnetic field can be printed, the heat transfer rate increases, and the maximum value has a distribution. The particle density increases due to the magnetic field and the relative motion of the particles. As a result of the above, the increase in the heat transfer rate of the magnetic field is possible, and the original goal is achieved.

项目成果

富永 努,菱田 公一,前田 昌信: "軟磁性体粒子群を含む気体を用いた局所熱伝達の増進と制御" 第28回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (1991)

Tsutomu Tominaga、Koichi Hishida、Masanobu Maeda：“使用含有软磁性颗粒的气体增强和控制局部传热”第 28 届日本传热研讨会论文集（1991 年）。