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電場による気・液界面不安定を利用した凝縮熱伝達促進の研究

利用电场引起的气液界面不稳定性促进冷凝传热的研究

基本信息

批准号：
09875055
负责人：
棚澤一郎
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,発電の水蒸気サイクルに用いられる復水器や,空調機器における凝縮器などに使用されている高性能凝縮管の伝熱性能の一層の改善を目的として平成9年度より開始された.これらの凝縮管では,通常伝熱面積の増大と熱伝達率の向上のために,管外面にローフィンが加工され,その高さ・ピッチ・形状などを最適化するよう工夫がなされている.しかし,水蒸気の凝縮では,水の表面張力が大きいため,凝縮液がフィン間に滞留し,有効な伝熱面積が大幅に削減され,伝熱が劣化するという問題が生じる.本研究では,電場を利用してフィン間に充満する凝縮液を排除するという,伝熱促進の新しい方法について以下のような実験を行い,いくつかの有用な知見を得た.実験では,凝縮室内に平滑円管あるいはローフィン付き円管を水平に設置し,管内に冷却水を流して,凝縮室内の水蒸気が円管外面上で凝縮するようにた.水平管の底部側に,管底から1〜2mm離して電極線を1本水平に張り,これと凝縮管との間に直流電圧を印加した.この印加電圧をある値以上に大きくすると,平滑管外面上あるいはローフィン間に滞留していた凝縮液が電極線に引き寄せられ,その結果凝縮液膜厚さが薄くなったり,有効凝縮面積が増えて熱伝達率が増大した.具体的には,1. 水平平滑管における熱伝達率として,本実験では最大1.26倍という値を得た.また,ローフィン付き凝縮管については,最大伝熱促進率として2.4を得た.後者の数値は,これまでに提案されている他の方法と比較して有意に高い値である.2. 観察によれば,ローフィン付き水平凝縮管の場合,熱流束一定の条件で印加電圧を上げていくと,ある電圧で急激に熱伝達率が増大する.この現象は,凝縮管底部から流下する凝縮液が,液膜状から液柱状に変化することに対応していることがわかった.3. 電場を印加した場合に流れる電流を測定して消費電力を求めたところ,消費電力は伝熱促進量に対して最大約7%であった.

In this study, the water rehydration device used in the electric steam boiler and the air-conditioning machine are used The condenser uses a high-performance condenser tube to improve the thermal performance of one layer. The としてHeisei 9 year より starts された.これらのcondensing tube では, usually 伝heat areaのincreasing heat densification rate ののために, tube outside にローフィンが processing され, その高Water Condensation of steam, surface tension of water, retention of condensate, The effective thermal area has been greatly reduced, and thermal degradation has caused problems. In this study, the electric field was used, the electric field was filled and condensed liquid was discharged, and the electric field was used. The new method of heat promotion is usefulな知见を得た.実験では, the smooth 円tube in the condensed room あるいはローフィンpayき円The tube is set horizontally, the cooling water flows inside the tube, and the water in the condensation chamber is evaporated and condensed on the outside of the tube. The bottom side of the horizontal tube is set, and the bottom of the tube is 1~2mm away from the electrode. Line を 1 level に Zhang り, これと condenser tube とのに DC voltage を seal した. この seal The power-on pressure is higher than the large pressure, and the smooth tube outer surface is smooth. The condensed liquid is retained, the electrode wire is drawn, and the condensed liquid film is thin.くなったり, the effective condensation area が Increase えて Thermal densification rate が Increase large した. Specific には, 1. Horizontal smooth tube heating rate is として, the maximum 1.26 times maximum という値をget is た.また, ローフィンpayきcondensing tube については, The maximum heat promotion rate is 2.4. The latter is a high number, a proposal is a method, a comparison is intentional, and the method is high. 2. In the case of horizontal condensation tubes, the conditions for the heat flux are certain, and the electric pressure is applied, and the electric pressure is sharply excited, and the heat transmission rate is increased. The large phenomenon is that the condensed liquid flows down from the bottom of the condensation tube, and it is like a liquid filmから Liquid columnar に変化することに対応していることがわかった.3. When the electric field is added, the electric current is measured, the electric power consumption is required, and the amount of electric power consumption is increased by heat. The maximum amount is about 7%.