流動層熱交換器における伝熱面近傍の粒子温度の可視化

流化床换热器传热表面附近颗粒温度的可视化

• 批准号: 06750197
• 负责人: 山田 純
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750197/
• 关键词: 流動層; 熱交換器; 固気二相流; 非接触温度計測; 温度の可視化; ふく射伝熱

流動層熱交換器において伝熱面と流動粒子間のふく射伝熱は,伝熱面近傍の粒子温度に強く依存することが知られている.本研究では,その熱伝達特性を把握するために,流動層に挿入した加熱伝熱面近傍の粒子温度を赤外線温度画像装置で可視化した.ここでは,伝熱面極近傍の粒子温度を流動状態を乱さず可視化するために,赤外線温度画像装置の検知波長である3〜5μmの赤外線に対して透明な伝熱面を用いて,その背面から流動粒子を観察した.この際,伝熱面の加熱には赤外線温度画像装置の視野をさえぎらないために,波長10.6μmの炭酸ガスレーザーによる加熱を行った.このため,伝熱面には画像装置の検知波長である3〜5μmの赤外線を透過し,10.6μmの炭酸ガスレーザーを吸収する弗化カルシウム(CaF2)を用いた.以上の実験装置・方法により,空塔速度,粒子径および光学的性質の異なる粒子材料をパラメータに,それらが伝熱面近傍の粒子温度に与える影響を調べた.その結果,伝熱面近傍の粒子温度は粒子径に強く依存することが明らかとなった.粒子は伝熱面に接触することによって非定常に加熱されるが,小径粒子ほど熱容量が小さく,温度が高くなる.このことから,温度の高くなる小径粒子では放射するふく射が大きくなり,伝熱面とのふく射熱交換を抑制することが明らかになった.

Heat exchanger in the fluid layer heat exchanger is strongly dependent on the particle temperature near the heat transfer surface and on the radiation heat transfer between the fluid particles. In this study, the thermal conductivity characteristics of the particles near the surface of the fluid layer were investigated. The temperature of particles in the vicinity of the heat transfer surface is visualized. Infrared temperature imaging devices detect infrared rays with wavelengths of 3 to 5μm. At this time, the heating of the thermal surface is opposite to the infrared temperature imaging device. The field of view of the infrared temperature imaging device is opposite to the infrared temperature imaging device. The wavelength is 10.6μm. The detection wavelength of the thermal imaging device is 3 ~ 5μm and the infrared ray is transmitted, and the absorption wavelength of the carbon acid is 10.6 μm. The above equipment and methods are used to adjust the velocity of the empty tower, the particle diameter and the optical properties of the particles. As a result, the particle temperature near the heat transfer surface strongly depends on the particle diameter. The particle heat surface contact is not steady heating, small particle heat capacity is small, temperature is high. The temperature is high, the particle diameter is high, the radiation is high, the heat exchange is low, and the particle diameter is high.

项目成果

Jun Yamada,Yasuo Kurosaki and Tomoyuki Morikawa: "Radiation Emitted from Fluidizing Particles adjacent to a Heated Surface in a fluidized Bed" Proceedings of the 4th ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conference. (1995)

Jun Yamada、Yasuo Kurosaki 和 Tomoyuki Morikawa：“流化床中加热表面附近的流化颗粒发出的辐射”第四届 ASME/JSME 热工联合会议论文集。