パルス電場による固気混相流の制御と伝熱促進

脉冲电场控制固气多相流及促进传热

• 批准号: 07750225
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750225/
• 关键词: 固気混相流; 周期電場; 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,粒子の壁面衝突や境界層攪乱などの伝熱促進の要因を内在する固気混相流に周期電場を付与し,粒子運動を電気流体力学(EHD)的に制御することにより,壁面熱伝達の向上を追求するものである.具体的には,方形波状の交番電場,およびon,off状態を周期的に繰り返す間欠電場の2種類を対象とし,電場中の粒子挙動と伝熱特性を電場の周波数およびDuty比(一周期中の正極電場の印加時間の割合)と関連づけて追求した結果,以下の知見を得た.(1)固気混相流に正極および負極の電場を同じ時間間隔で交番させて付与すると(Duty=0.5),周波数が40Hzの場合には,クーロン力の方向が短い周期で反転を繰り返すため多くの粒子は鉛直上方に直線的に運動する.周波数がより短く,Duty比を0または1に近づけるほど,粒子は両壁面と活発に衝突・反発を繰り返す.(2)壁面衝突した粒子の一部は壁面との接触により電荷を放出した後、壁面と同極性に再荷電され,クーロン力により異極性の対向壁へ移行する様子が高速度ビデオ観察により確認された.また、このような粒子の自己荷電による飛び出しが電場極性の反転による外部制御よりも優先するため、交番電場による粒子運動の制御が困難であることが明らかになった.(3)交番電場を付与した場合、周波数が低くなるにつれて粒子の壁面衝突が活発となり,これにより熱伝達率が向上する.また、Dutyを変化させた場合、Duty=0.5で極小値をとりDutyが0または1に近づくにつれて伝熱促進効果は増加し,最終的に直流電場の値に漸近する.(4)間欠電場を付与した場合、周波数による熱伝達率の影響は殆ど見られず,Dutyの増加により伝熱促進効果は単調に増加することが判った.

It is a necessary issue to improve the performance of the heat exchanger as it is natural and natural. This study shows that the basic cause of thermal promotion is the internal structure of the particle wall conflict and the boundary layer disturbance. The solid mixed phase flow is given by a periodic electric field, the particle movement is controlled by electrohydrodynamics (EHD), and the wall heat is controlled by Pursue the upward direction. The specific direction, the square wave-shaped electric field, the period of the off state, and the period of return. There are two types of under-electric field: particle motion in the electric field and the thermal characteristics of the electric field; the number of cycles of the electric field; the Duty ratio (the positive electrode voltage in one cycle). The results of the pursuit of the relationship between the field and the Inca time, the following knowledge and insights are obtained. (1) Solid mixed-phase flow, positive pole, negative pole, electricity The field is the same as the time interval and the time interval is the same as the time interval and the frequency is the same (Duty=0.5), the frequency is 40Hz, the frequency is 40Hz, the frequency is 40Hz, and the frequency is 40Hz The direction is short, the period is reversed, the movement of particles is vertically upward, and the movement is in a straight line. The number of cycles is short, duty. Than を0または1にNearly づけるほど, particles は両wall surface とlive 発にconflict・anti発を缲り return す. (2) wall surface conflict したparticle の一After the charge is discharged when the wall surface is in contact with the wall, the wall surface is recharged with the same polarity, and the charge with different polarity moves to the wall.行する様子がHigh-speed ビデオ観ObservationによりConfirmationされた.また、このようなParticles are self-chargedによる飞び出しがElectric field polarity The external control of external control is priority, and the control of particle motion by electric field is difficult. .(3) When the electric field is applied, the number of cycles is low, the particle wall collision is active, and the heat is reached When the rate is high and the duty is high, the duty is small and the duty is 0.5. The duty is close to 0.5. When the heat promotion effect is increased, the final DC electric field is gradually asymptotic. (4) When the electric field is insufficient, the frequency is increased. The effect of the number of によるheat 伝reach rate は殆ど见られず, the duty of のincrease and the により伝heat promotion effect は単 Adjustment and することがadjusted った.

项目成果

多田幸生: "周期電場による固気混相流の制御と伝熱促進" 第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1996)

Yukio Tada：“通过周期性电场控制固气多相流和促进传热”第 33 届日本传热研讨会论文集（预定报告）。