局所磁気力が誘起する広範な自然対流伝熱促進

局部磁力引起的广泛的自然对流换热促进

• 批准号: 22K03967
• 负责人: 金田 昌之
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03967/
• 关键词: 自然対流; 磁気力; 伝熱促進; 非定常化

外部からの摂動により自然対流を広範囲に促進できる可能性があり，これを永久磁石による常磁性流体からの磁気力で可能にすることを目的としている．今年度はまず始めに，対流の非定常化を起こせる条件を明らかにすべく数値解析を実施した．解析は二次元の有限差分法コードを構築し，解析対象として片側加熱の鉛直ダクトを想定した．加熱面の外側にに2個の磁極交互配列磁石を配置することで，流体に局所的な磁場を印加した．その結果，周期的な温度振動が生じることが明らかとなった．時間平均したところ，広範囲な伝熱促進効果が確認された．この効果が発現する条件について加熱冷却面の温度差ならびに磁場強度を変えた解析を実施し，条件を明らかにすることができた．さらに本現象の実現可能性を検証するために相応する実験装置を設計・製作した．常磁性流体として硝酸ガドリニウム水溶液を用い，鉛直ダクトの代わりに鉛直面を加熱・冷却した矩形容器を用いた．加熱面付近のダクトを部分的に模擬するため，容器内に鉛直の仕切りを設けた．磁場印加下の壁面の温度を白金測温抵抗体で計測した結果，不連続な温度振動が発現し，時間平均した結果伝熱促進効果も確認できた．お互いの振動現象の周波数特性を比較した結果，定量的な一致は見いだせなかったが，永久磁石からの磁気力が自然対流を振動化させる点では一定の結果を得た．また，磁場印加時の伝熱促進効果も良好に観察されたことから，一定の目的を達成したと考える．

External movement, natural flow, fan flow, promotion, possibility, possibility Permanent magnets are permanent magnetic fluids, and the magnetic force is possible and the purpose is the same. This year's はまずめに, 対流の无码 を开こせるconditions を明らかにすべくnumerical value analysis を実时时した. The analysis is based on the finite difference method of the second element and the construction of the two-dimensional element, and the analysis is based on the vertical and horizontal heating of the sheet side. On the outside of the heating surface, two magnetic poles are arranged in an alternating arrangement of magnets, and the magnetic field of the fluid is installed. As a result, the periodic temperature vibration occurs. Time-averaged したところ, 広法囲な伝heat-promoting effect がconfirmed された．この Effect が発 する に つ い て Temperature difference between heating and cooling surfaces な ら び に Magnetic The field strength is を変えたanalyzedを実 Shiし, the condition is を明らかにすることができた． The possibility of the occurrence of this phenomenon is confirmed by the design and production of the equipment. Ordinary magnetic fluids are used for nitric acid and nitric acid aqueous solutions, and vertical rectangular containers are used for heating and cooling. The heating surface is simulated near the のダクトを part, and the inside of the container is vertically cut and set. The wall surface temperature and platinum thermometer resistor under the magnetic field were measured and the results were measured. The temperature vibration was not continuous and the time average was obtained. The thermal promotion effect was confirmed. The results of the comparison of the frequency characteristics of the mutual vibration phenomenon are quantitatively consistent.たが, permanent magnet からのmagnetic force がnatural flow をvibration させるpoint ではa certain result をget た.また, the heat promotion effect is good when the magnetic field is applied, and the certain purpose is achieved.

项目成果

ハルバッハ配列磁場による常磁性流体の対流誘起に関する三次元数値解析

Halbach阵列磁场对顺磁流体对流感应的三维数值分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 富岡薫平;池田佳生;奥山邦人;小山広夢，沼田遼，武田哲明;Haruka Abe;岸本翼，藤巻雅博，増井涼，酒井利奈，吉田和弘，氏平政伸;岸本翼，藤巻雅博，増井涼，酒井利奈，吉田和弘，氏平政伸;熊田将志・野口春樹・善場敦史・勝身俊之・佐藤大輔・門脇敏;Manabu KATO;吉村駿哉，金田昌之，須賀一彦
• 通讯作者: 吉村駿哉，金田昌之，須賀一彦