パルス電場による固気混相流の制御と電熱促進

利用脉冲电场控制固气多相流和电热加速

• 批准号: 06750201
• 负责人: 多田 幸生
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kanazawa University
• 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-06750201/
• 关键词: 固気混相流; 電場; 伝熱促進; 中空粒子

自然エネルギーの開発を始めとするこれからのエネルギー対策においては,熱交換器の高性能化は必須の課題であるが,その基本は伝熱促進にある.本研究は,気流中に微細な固体粒子を分散させた固気混相ダクト流に電場を付与することにより,壁面近傍での気流乱れの生成や粒子の壁面衝突などを能動的に制御し,それによる伝熱促進を図ろうとするものである.具体的には,直交平等電場が付与された固気混相ダクト流を対象に,中空ガラス粒子を供試した流動・伝熱実験を行い,電気流体力学(HED)的に制御された粒子の運動が流れ場および熱伝達特性に及ぼす粒子効果について検討した結果,以下の知見を得た.1.電場が付与された流れ場(EHD場)において,中空ガラス粒子は流れ方向に交番する壁面偏り運動をを繰り返すことが,観察および粒子運動モデルの両面から明確にされた.2.クーロン力の強さを表す印加電圧および活動する粒子数を表すロ-ディング比を増加させることにより熱伝達の向上が見られ,電場付与の有効性が確認された.3.クーロン力を受けて粒子が偏って流れる壁面近傍では,気流速度の低下および乱れ度の減少が生じることから,粒子による境界層撹乱効果は期待できないことが示された.4.粒径,ロ-ディング比,印加電圧に関わらず熱伝達率と粒子による熱輸送量との間にほぼ一定の相関が認められ,粒子による熱輸送効果が伝熱促進における支配的な要因であることが明きらかにされた.温度境界層内外で粒子による吸熱および放熱を十分に行えるだけの熱的応答性を有している場合には,粒子の熱容量が大きな粒子ほど伝熱促進に有利となる.また比熱を一定とした場合,粒径が小さな粒子ほど熱輸送効果が大きいことが明らかとなった.

The development of natural heat exchanger is the first step in the process of heat exchanger development. In this study, fine solid particles dispersed in gas flow, solid phase mixed flow, electric field applied, gas flow generated near the wall, wall collision of particles, active control, heat transfer promotion, heat transfer, etc. Specifically, the orthogonal and equal electric field is applied to the solid phase mixture, the hollow particles are tested, the flow and heat transfer are carried out, and the electrohydrodynamic (HED) is used to control the motion of the particles, the flow field and heat transfer characteristics, and the results of the particle detection are discussed. 2. The strength of the force of the particle is determined by the number of particles in the electric field. The number of particles in the electric field increases. The effectiveness of the electric field application is confirmed. 3. When the clonking force is applied to the vicinity of the wall where the particles are deflected to flow, the gas flow velocity and turbulence are reduced. This shows that the effect of boundary layer turbulence on the particles is expected. 4. The particle size, ro-de-mond ratio, and the relationship between the heat transfer rate and the heat transport capacity of the particles are all recognized. Particle heat transport effect heat transfer promotion effect control of the main cause of the light. The heat absorption and heat release of particles inside and outside the temperature boundary are very important. In some cases, the heat capacity of particles is large, and the heat transfer of particles is beneficial. When the specific heat is constant, the particle size is small and the heat transfer effect is large.

项目成果

Yukio Tada: "Augmentation of Forced-Convection Heat Transfer in a Gas-Solid Suspension Flow by Utilizing an Electric Field" Proceeding of 4th ASME/JSME Thermal Engineering Conference. (発表予定). (1995)

Yukio Tada：“利用电场增强气固悬浮流中的强制对流传热”第四届 ASME/JSME 热工程会议论文集（即将发表）。

多田幸生: "電場を利用した固気混相流の制御と伝熱促進" 第32回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1995)

Yukio Tada：“利用电场控制固气多相流和促进传热”第 32 届日本传热研讨会论文集（预定演讲）。