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多孔質の流動伝熱現象における相似性に関する研究

多孔流动传热现象的相似性研究

基本信息

批准号：
63580182
负责人：
長谷川修
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

多孔質は、その高い伝熱性能のため種々の伝熱機器に利用されている。しかしこの多孔質の伝熱性能の整理式は、金網、多孔質金属、充填粒子層など箇々の形状のものについては提案されているが、多孔質全体を包含した整理式はまだない。本研究においては金網状あるいは多孔質金属については直接通電加熱により直接熱伝達係数を測定し、また充填粒子層については、流人気体の人口温度をステップ状に変化させて、その温度変化から熱伝達係数を求める、非定常法により測定した。あわせて圧力損失の実験も行い、その結果を加味して多孔質全体に適用可能な熱伝達の整理式を得ることができた。すなわち多孔質の圧力損失は-dp/dx=aμu_o+bpu_o^2(u_oは流速、μ、ρは流体の粘性係数、密度)の式で表現できる。このaは粘性抵抗係数で、bは慣性抵抗係数である。ここでl =1/D8aD8は長さの次元を持つので、これを代表寸法l として、又セルト数(Nu=α_vl ^2/k、k=流体の熱伝導率、α_v=多孔質体の体積熱伝達係数)とレイノルズ数(Re=u_oρl /μ)を定義し、これに空隙率εをパラメータとして加えて整理すると、種々の多孔質体の熱伝達係数を一括して整理しうることが分かった。したがって多孔質体の熱伝達係数の整理式として、下記の式を提案した。Nu=0.9Re^<1.95>〔1-exp(0.8Re^<-1.27>)〕この左辺の値を縦軸に、Reを横軸にとって、われわれの実験結果と、熱伝達係数および圧力損失の両方が測定してある他の研究者の実験結果とをプロットすると、それらの実験結果は上記の整理式に対して±40%の誤差の範囲でおさめられる。ちなみにbも長さの次元をもっており、これをb/D8aD8の無次元数で考慮してみたが、この影響は非常に小さいことが分かった。

Porous materials have high heat transfer properties and are used in heat transfer machines. The finishing formula of the porous material heat transfer performance is: gold mesh, porous metal, filling particle layer, shape of each layer, porous material as a whole. In this study, the temperature of porous metals was measured by direct electrified heating, direct thermal conductivity coefficient was measured by filling particle layer, and the temperature of fluid was measured by unsteady method. The results of pressure loss are applicable to all porous materials. The pressure loss of porous materials is expressed by the formula-dp/dx=aμu_o+bpu_o^2(u_o = flow velocity, μ, ρ = viscosity coefficient and density of fluid). a 1 =1/D8 aD8 =1/D8 aD8 aD8 = 1/D8 aD8 = 1/D8 aD8 aD8 a The heat transfer coefficient of porous materials is calculated as follows: Nu=0.9Re^<1.95>[1-exp(0.8Re^<-1.27>)] The left side of the equation corresponds to the center axis, Re corresponds to the horizontal axis, Re corresponds to the error range of ±40%, Re corresponds to the test result, thermal coefficient and pressure loss are measured by other researchers. The number of dimensions of the object is very small, and the number of dimensions is very small.