自然対流場における高温水平配管網の合理的配置条件に関する研究

諸工業プロセス内のユ-ティリティ配管網や自然対流式の熱交換機などにおいて遭遇する熱伝達は、隣接する配管周りの温度場および速度場が相互に影響し合う、一種の境界層干渉を伴う熱伝達であり、円柱の配置条件や温度条件により、各円柱の熱伝達が単一円柱のそれと比べて大幅に抑制されたり促進されたりする。したがって、この現象を定量的に把握して積極的に利用することにより、輸送途中における流体の保温あるいは冷却がより簡便にかつ経済的に行われるようになる。これについて申請者は、群を構成する円柱個々の熱伝達挙動の把握を目的とし、最も基本的な配列である水平一列配列および垂直一列配列円柱群の熱伝達係数推定法を提案している。本研究では、先ず、傾斜面上に一列に配置した水平5本円柱群からの空気中における自然対流熱伝達特性について実験的に検討を加えた。すなわち、電気ヒーターを内蔵した水平円柱5本を用いて、空気中において、傾斜一列配列円柱群を形成し、円柱表面温度および円柱間隙を種々変化させて熱伝達実験を行った。円柱表面温度ならびに周囲空気温度の測定は熱電対と申請のデジタルレコーダーにより行った。熱伝達測定の結果、各円柱の熱伝達挙動が、円柱配列面の水平面からの傾斜角度の増加に応じて水平一列配列円柱群的挙動から垂直一列配列的挙動へと移り変わる様相を確認した。これを踏まえて、既に提出済みの水平配列および垂直配列の各円柱の熱伝達係数推定法を適当に修正拡張して用いることによって傾斜配列の各円柱の熱伝達係数の推定手段を提案した。現在は、さらに一般的な配列である碁盤目配列円柱群ならびに千鳥配列円柱群に関する熱伝達実験を行っている段階である。今後は、得られた結果を基に碁盤目配列および千鳥配列円柱群の熱伝達係数の推定手段を構築する予定である。

諸工業プロセス内のユ-ティリティ配管網や自然対流式の熱交換機などにおいて遭遇する熱伝達は、隣接する配管周りの温度場および速度場が相互に影響し合う、一種の境界層干渉を伴う熱伝達であり、円柱の配置条件や温度条件により、各円柱の熱伝達が単一円柱のそれと比べて大幅に抑制されたり促進されたりする。したがって、この現象を定量的に把握して積極的に利用することにより、輸送途中における流体の保温あるいは冷却がより簡便にかつ経済的に行われるようになる。これについて申請者は、群を構成する円柱個々の熱伝達挙動の把握を目的とし、最も基本的な配列である水平一列配列および垂直一列配列円柱群の熱伝達係数推定法を提案している。本研究では、先ず、傾斜面上に一列に配置した水平5本円柱群からの空気中における自然対流熱伝達特性について実験的に検討を加えた。すなわち、電気ヒーターを内蔵した水平円柱5本を用いて、空気中において、傾斜一列配列円柱群を形成し、円柱表面温度および円柱間隙を種々変化させて熱伝達実験を行った。円柱表面温度ならびに周囲空気温度の測定は熱電対と申請のデジタルレコーダーにより行った。熱伝達測定の結果、各円柱の熱伝達挙動が、円柱配列面の水平面からの傾斜角度の増加に応じて水平一列配列円柱群的挙動から垂直一列配列的挙動へと移り変わる様相を確認した。これを踏まえて、既に提出済みの水平配列および垂直配列の各円柱の熱伝達係数推定法を適当に修正拡張して用いることによって傾斜配列の各円柱の熱伝達係数の推定手段を提案した。現在は、さらに一般的な配列である碁盤目配列円柱群ならびに千鳥配列円柱群に関する熱伝達実験を行っている段階である。今後は、得られた結果を基に碁盤目配列および千鳥配列円柱群の熱伝達係数の推定手段を構築する予定である。