固・気・液三相流動層を用いる高効率伝熱機構に関する研究

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1.固・液二相静止層内単管周りの融解熱伝達初期水容液濃度が平均熱伝達挙動に及ぼす効果について検討した。その結果、一般に融解初期の平均熱伝達率は初期水容液濃度が低いほど大きいが,融解時間が経過すると,逆の挙動が観察される場合があることがわかった。これは,初期水容液濃度が低いほど,(1)熱拡散係数が小さい,(2)水溶液の粘性が小さい,などの理由に基づくものである。2.固・液二相静止層内管群よりの融解熱伝達単管の場合と異なり,ある融解時間において,平均熱伝達率が一時急激に増大することが判明した。これは可視化観察結果より,融解域の合体に基づく現象であることがわかった。すなわち,単一融解領域内に存在する成層(一般に下部成層の方が上部成層より温度ならびに濃度が高い)が合体することにより,融解域内の温度および濃度が一時的に低下し,かつ成層が消滅して対流が活発になるためである。3.固・気・液三相流動層内単管よりの融解熱伝達初期溶液濃度が平均熱伝達率に及ぼす効果について検討した。その結果,初期濃度が低いほど熱伝達率は大きくなることが判明した。これは,濃度が低い(層内温度が高い)方が熱容量が小さく,また粘性が小さいという物性値の差によるものである。ガラス粒子添加量には最適値が存在することが明らかになった。さらに,粒子 の効果につき検討する必要がある。4.固・気・液三相流動層内管群よりの融解熱伝達三段管群の場合の水平方向および垂直方向の熱伝達率分布につき検討した結果,いずれの熱流束および吹き込み空気量においても,管群内の熱伝達率は一様であることがわかった。管群の総熱交換量に対する送風動力割合に関し検討がなされた。約6倍から27倍高い熱伝達率を得た。