空調用高性能熱交換器開発のための微細流路内相変化熱伝達と伝熱促進メカニズムの解明

阐明微通道中的相变传热和传热促进机制，用于开发高性能空调热交换器

• 批准号: 12J00771
• 负责人: 榎木 光治
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J00771/
• 关键词: 気液二相流; 微細流路; 可視化; 伝熱促進; 冷媒; 沸騰熱伝達; 圧力損失; 非円形; 微細管; 流動様相; 流動様式

内径あるいは一辺が1㎜程度の微細流路を有する円管と矩形管および三角形管を対象に, 冷媒R410AとR32を用いて, 垂直上昇と下降および水平流における気液二相流動様相の観察および沸騰熱伝達と圧力損失に関する実験を行い, 以下の結果を得た.1. 微細流路内の流動様相や沸騰熱伝達および圧力損失に及ぼす流路形状や流動方向の影響, つまり表面張力や重力の影響は, 全般に, 質量速度が100kg/(m^2-s)以下の低流量で現れた.2. 可視化ガラス管を加熱して沸騰熱伝達試験に近い条件で管内冷媒の様子を観察したことで, 流路形状によらず垂直流よりも水平流の熱伝達が, 流動方向によらず円管よりも非円形管の熱伝達が良好になる伝熱メカニズムを明らかにした.3. 微細流路内断熱気液二相流の観察結果をもとに, 気液各相のWe数で整理されたChenらの流動様式線図を低流量へ拡張し, 円形, 矩形, および三角形流路の垂直上昇流と下降流さらに水平流に適用可能な新たな5つの流動様式線図を作成した.4. 予定していた実験計画が早期に終了したため, これまでの研究で使用してきた冷媒R410Aよりも地球温暖化係数が小さく今後使用が予想されるR32を用いて水平流の実験を行った. R32とR410Aを比較すると, 熱伝達率は全般にR32の方が高く, また圧力損失については, ともにスラグ流が観察される領域で同等, それ以外の流動様式ではR32の方が大きくなることがわかった. 以上の成果は, 雑誌論文として4編が掲載, 1編が投稿中で, 空調用熱交換器の高性能化, コンパクト化に大いに貢献するものと期待できる.

Inner あ る い は a 辺 が 1 degree ㎜ の micro flow を have す る has drifted back towards &yen; pipe と rectangular お よ び triangle tube を like に seaborne, refrigerant R410A と R32 を with い て, vertical rise と fall お よ び horizontal flow に お け る 気 liquid two phase flow others in phase の 観 examine お よ び 伝 boiling heat transfer of と pressure loss に masato す る be 験 を い, The following <s:1> result を gives た.1. Micro flow within の や 伝 boiling heat transfer of flow others in phase お よ び に pressure loss and ぼ す flow shape や の affect flow direction, つ ま り の や gravity affect surface tension は, all に, mass velocity が 100 kg/m ^ 2 - (s) the following の low flow で now れ た. 2. Visual ガ ラ ス し を heating て 伝 boiling heat transfer of test に conditions for い で tube cold media の others child を 観 examine し た こ と で, flow shape に よ ら ず vertical flow よ り も level heat flow の 伝 が, flow direction に よ ら ず has drifted back towards &yen; tube よ り も non has drifted back towards &yen; の shaped tube heat 伝 da が good に な る 伝 hot メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に し た. 3. Micro flow break hot 気 liquid two phase flow in の 観 examine results を も と に, 気 の each phase We count で finishing さ れ た Chen ら の flow others type line 図 を low flow へ company, zhang し, has drifted back towards &yen; shape, rectangular, お よ び triangular flow の vertical upwelling と drop flow さ ら に horizontal flow may な に apply new た な 5 つ の flow others type line 図 を made し た. 4. Designated し て い た be 験 project at the end of early が に し た た め, こ れ ま で の study using し で て き た refrigerant R410A よ り も coefficient of the earth warming が small さ く future use が to think さ れ る R32 を with い て horizontal flow の be 験 を line っ た. R32 と R410A を compare す る と, Hot は 伝 da rate all に R32 の が high く, ま た pressure loss に つ い て は, と も に ス ラ グ flow が 観 examine さ れ で equal る areas, そ れ の flow others outside で は R32 の party が big き く な る こ と が わ か っ た. , all above の は 雑 volunteers thesis と し て 4 plait が first white jasmines, 1 make contribute が で, air conditioning use high heat exchanger の performance-based, コ ン パ ク ト change に big い に contribution す る も の と expect で き る.

项目成果

微細三角形流路における気液二相流の流動様相

微小三角通道内气液两相流的流动模式

• 发表时间: 2014
• 期刊: 日本冷凍空調学会論文集
• 作者: 松瀬裕大;et al.
• 通讯作者: et al.

Boiling Heat Transfer and Pressure Drop of a Refrigerant Flowing Vertically Upward in Small Rectangular and Triangular Tubes

• DOI: 10.1080/01457632.2012.753576
• 发表时间: 2013-03
• 期刊: Heat Transfer Engineering
• 影响因子: 2.3
• 作者: K. Enoki;K. Miyata;H. Mori;K. Kariya;Y. Hamamoto

微細流路内気液二相流の流動様相

微通道内气液两相流的流动模式

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本冷凍空調学会論文集
• 作者: 榎木光治;et al.
• 通讯作者: et al.

Boiling Heat Transfer and Pressure Drop of a Refrigerant R32 Flowing in a Small Rectangular and Triangular Tubes

制冷剂 R32 在小矩形管和三角形管中流动的沸腾传热和压降

• 发表时间: 2013
• 作者: Y. Matsuse;et al.
• 通讯作者: et al.

微細流路内気液二相流の圧力損失

微通道内气液两相流的压力损失

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本冷凍空調学会論文集
• 作者: 榎木光治;et al.
• 通讯作者: et al.