自然対流と人工竜巻との相互作用による伝熱促進

通过自然对流和人工龙卷风之间的相互作用增强传热

• 批准号: 07750221
• 负责人: 鈴木 祐二
• 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: 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-07750221/
• 关键词: 人工竜巻; 旋回流; 安定化

直径640mm、高さ450mmのアクリル製透明円筒状水槽内で、作動流体を水とし、中心軸上に円管排水管とその外側に旋回流を与える環状給水部からなる人工竜巻発生装置を用いて実験を行った。底面に置かれた伝熱面には、多数の熱電対を配置し、高速・高精度のデータ・ロガーを用いて伝熱面の各位置の温度変化を局所的に測定し、自然対流と竜巻との相互作用による伝熱特性を計測し、また、伝熱面に感温液晶等を塗布し、温度変化の様子をカラー3CCDカメラを用いて可視化を行った。しかしながら、温度分布の測定および感温液晶により温度変化の様子を観察することができたが、人工竜巻自身が、空間的および時間的に非常に不安定なため、定量的な測定が非常に困難であったため、定性的な測定のみにとどまった。そこで、まず、安定した竜巻を発生させるために、人工竜巻発生装置の改良および安定条件の検討を行った。水素気泡法などを用いることにより、環状給水部からの旋回流そのものが、空間的および時間的に一様になっておらず、流れ場全体にその影響がおよぶことにより、人工竜巻の不安定性が増加していることが判明したため、環状給水部に重点的に改良を加えた。従来下向きに吹き出していた旋回流を、横向きに吹き出すことにより、一様に近い流れとした。さらに、人工竜巻を定量的測定に非常に有効な層流渦にすることにより、これまで測定の困難であった人工竜巻の速度分布などの測定が可能となった。当初の目的であった、伝熱特性の計測までには至らなかったが、今回計測可能となった、人工竜巻の流体力学的特性を考慮すると、局所冷却等への人工竜巻の応用は非常に有効であることが予想され、また、さらなる研究の必要性が判明した。

640mm diameter, 450mm high transparent cylinder water tank inside, operating fluid, central axis, tube drain, outside, rotary reflux, annular water supply part, artificial coil generation device in use The temperature variation of each position of the thermal surface is measured locally, and the interaction between the natural flow and the thermal characteristics is measured. The thermal characteristics of the thermal surface are measured by coating, temperature variation of the thermal surface, and CCD visualization. The measurement of temperature distribution is very difficult due to the instability of the artificial structure itself, the space and the time. A study on the improvement of the stability and stability conditions of the artificial fault generator was carried out. Water element bubble method is used to determine the rotation of annular water supply part, the space and time of annular water supply part, the influence of flow field on the whole, the instability of artificial water supply part is increased, and the key points of annular water supply part are improved. The wind blows downward, the wind blows downward, and the wind blows downward. It is very difficult to determine the velocity distribution of the artificial vortex. The purpose of this paper is to determine the necessity of the study on the calculation of thermal characteristics, the possibility of current calculation, the consideration of hydrodynamic characteristics of artificial channels, the cooling of local channels, etc.

项目成果

土方 邦夫: "竜巻型旋回流を用いた局所排気の研究" 日本機械学会論文集(B編). 61. 2757-2763 (1995)

Kunio Hijikata：“利用龙卷风型旋流进行局部排气通风的研究”日本机械工程学会会刊（B 版）61. 2757-2763（1995 年）。