一様な下降流中に置かれた水平加熱円板上の共存対流について

均匀向下流动的水平加热盘上的共存对流

基本信息

批准号：
06650245
负责人：
北村健三
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Toyohashi 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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650245/
关键词：
共存対流自然対流強制対流熱伝達水平円板可視化

项目摘要

本研究は、水平な加熱円板から立ち昇る自然対流に対し逆向き、すなわち鉛直下方に一様な強制対流を流した、いわゆる共存対流の流動および熱伝達を実験的に解明したものである。まず、加熱円板上の流動および伝熱特性を包括的に把握するため、水を試験流体として伝熱面まわりの流れを染料で、また伝熱面表面温度を感温液晶シートでそれぞれ可視化した。可視化は、直径D=22mmの円筒ダクト内に直径d=100および50mmの等熱流束加熱円板を水平上向きに設置した場合を対象に行った。その結果、純自然対流時には層流境界層流が円板外周部に生じ、ついでこの境界層流が3次元的にはく離し、筋状の流れとなって円板中心部にまで達した後、鉛直上方に流れ去ることが確認された。一方、鉛直下方に強制対流を印加すると、円板中心部に強制対流によるよどみ域が生じ、流速の増加と共に急速にこの領域が拡大していくことが明らかになった。このよどみ域の拡大に伴って、上述の自然対流が支配する領域は次第に縮小し、遂には円板表面全体が強制対流支配となることが確認された。これらの可視化結果を参考にして、円板の半径および周方向の局所熱伝達率の測定を行った。その結果、純自然対流時には上述の3次元はく離と筋状流れの発生に伴って、熱伝達率は半径方向だけでなく周方向にも大きく変化することが確認された。これに対して、強制対流を重畳させると自然対流が支配的な円板の外周部では、局所熱伝達率は相変わらず半径、周方向ともに変化するが、強制対流が支配的な円板中央部ではほぼ一定な熱伝達率が実現されることが解った。また、これらの可視化および局所熱伝達率の測定結果をもとに、円板上の強制および自然対流支配域の一般的な領域判別法を提案すると共に、一様な熱伝達率を得るための条件を明らかにした。なお、これらの結果の詳細については、近く講演論文として発表する予定である。

这项研究是对SO所谓的CO传统流和热传统的实验性阐明，与从水平加热磁盘上升起的自然对流相反，即均匀的强迫性抽搐，均匀的强制对流。首先，为了全面地掌握加热板上的流量和热传输特性，围绕热传输表面的流量是用水作为测试液，并用敏感的液晶板可视化加热表面温度。直径d = 22 mm圆柱管的直径向上安装时，直径为直径为d = 100和50mm时，可视化是针对的。结果，在纯自然对流时，在磁盘的外围周围产生了地层边界层，并且边界层是三维的，在达到肌肉流程后到达磁盘的中心它垂直流出。另一方面，当将强制对流施加到垂直板上时，很明显，随着圆盘中心的流速增加，该区域迅速扩展。随着该暴风雨范围的扩大，该地区由上述自然对流逐渐减少，并确认整个流离失所的表面最终被迫对流趋势。通过参考这些可视化结果，测量了位移的半径和局部热传递速率，沿外围方向上的局部热传递速率。结果，可以证实，在纯自然对流中，随着三维三维三维的释放和肌肉流动，热传记速率不仅会在半径方向上明显变化，而且会在外围方向上发生明显变化。另一方面，如果强制对流重叠，则局部热传输速率将在磁盘外围的半径和外围方向上发生变化，但在控制强迫对流的中心部分实现恒定的加热速率。此外，根据这些可视化和局部热通信速率，我们提出了一种强制性和自然对流趋势的一般区域分裂方法，并获得了统一的热传递速率。这些结果的详细信息将在演讲论文中很快发表。