氷-水混相流の熱伝達に関する基礎研究

冰水多相流传热基础研究

基本信息

批准号：
05650191
负责人：
服部賢
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

地域冷暖房の高密度冷熱輸送のための要素技術の一つである利用端末での熱交換器の開発のための基礎研究として、氷-水混相流の伝熱について、最も基本的な二重管熱交換器における伝熱特性を実験的に検討した。供試熱交換器は後流部に7mの緩和区間を持つ長さ2.4mの二重管熱交換器(内管内径41mm,外径45mm、外管外径60mm)で、氷水混相流流路を内管に、温水流路を外管とした向流について以下の知見を得た。(1)氷-水混相流では水単相の場合に比べて圧力損失が幾分大きくなる。(2)氷-水混相流の熱通過率は水単相の場合と比べて全体に増加しており、氷含有率が高いほどその値は大きい。また、その増加の割合は氷粒子が移動層を形成して流れる低流速域で大きく、混合浮遊流れとなる0.6m/s以上の流速範囲では水単相の場合の熱通過率に近づく。(3)二重管熱交換器出口以降の緩和区間での水と氷の間の熱伝達率は、氷粒子の流動形態によって特徴づけられる。移動層を形成する流速範囲では氷粒子の全表面積で定義した熱伝達率は小さくなり、流速の増加に比例してその値も増加するが、混合浮遊流れとなる流速範囲では熱伝達率は一定の値を示す。

作为对终端热交换器开发的基础研究，是地区加热和冷却中高密度冷却和热传输的关键技术之一，我们通过实验研究了最基本的双管热交换器的冰水混合相流量的热传递特性。经过测试的热交换器是2.4m长的双管热交换器（内管内径为41mm，外径45mm，外径为45mm，外径60mm），在尾流中为7m的松弛部分，以下发现获得了以下发现，与冰水混合的相位流动路径和热水管一样，获得了以下的发现。（1）冰水混合相流量的压力损失要比单相水高。（2）与单相的情况相比，冰水混合相流量的热传递速率总体上升，冰含量越高，值越高。此外，在低流量中，冰颗粒形成移动层，流速为0.6 m/s或以上的流速，在达到混合浮动流动的情况下，在单相水的情况下，热量传递速率。（3）双管热交换器出口后的弛豫部分中的水和冰之间的传热系数以冰颗粒的流量形态为特征。在形成移动层的流速范围内，由冰颗粒的总表面积定义的传热系数很小，并且值与流速增加成比例增加，但是在达到混合浮动流量的流速范围内，热传递系数是恒定的。