パルス電場による固気混相流の制御と電熱促進

利用脉冲电场控制固气多相流和电热加速

• 批准号: 06750201
• 负责人: 多田 幸生
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-06750201/
• 关键词: 固気混相流; 電場; 伝熱促進; 中空粒子; 固気混相流; 電場; 伝熱促進; 中空粒子

自然エネルギーの開発を始めとするこれからのエネルギー対策においては,熱交換器の高性能化は必須の課題であるが,その基本は伝熱促進にある.本研究は,気流中に微細な固体粒子を分散させた固気混相ダクト流に電場を付与することにより,壁面近傍での気流乱れの生成や粒子の壁面衝突などを能動的に制御し,それによる伝熱促進を図ろうとするものである.具体的には,直交平等電場が付与された固気混相ダクト流を対象に,中空ガラス粒子を供試した流動・伝熱実験を行い,電気流体力学(HED)的に制御された粒子の運動が流れ場および熱伝達特性に及ぼす粒子効果について検討した結果,以下の知見を得た.1.電場が付与された流れ場(EHD場)において,中空ガラス粒子は流れ方向に交番する壁面偏り運動をを繰り返すことが,観察および粒子運動モデルの両面から明確にされた.2.クーロン力の強さを表す印加電圧および活動する粒子数を表すロ-ディング比を増加させることにより熱伝達の向上が見られ,電場付与の有効性が確認された.3.クーロン力を受けて粒子が偏って流れる壁面近傍では,気流速度の低下および乱れ度の減少が生じることから,粒子による境界層撹乱効果は期待できないことが示された.4.粒径,ロ-ディング比,印加電圧に関わらず熱伝達率と粒子による熱輸送量との間にほぼ一定の相関が認められ,粒子による熱輸送効果が伝熱促進における支配的な要因であることが明きらかにされた.温度境界層内外で粒子による吸熱および放熱を十分に行えるだけの熱的応答性を有している場合には,粒子の熱容量が大きな粒子ほど伝熱促進に有利となる.また比熱を一定とした場合,粒径が小さな粒子ほど熱輸送効果が大きいことが明らかとなった.

在未来的能源对策中，例如自然能的发展，改善热交换器的性能是一个必不可少的问题，但基本原则是促进传热。这项研究旨在积极控制墙壁附近的气流湍流的产生，并在壁上碰撞，从而促进传热。具体而言，应用正交相等的电场。 We conducted a flow and heat transfer experiment in which hollow glass particles were tested on solid-air mixed phase duct flows, and examined the particle effects of electrohydrodynamic (HED)-controlled particle motion on the flow field and heat transfer characteristics, and obtained the following findings: 1. In a flow field (EHD field) with an electric field applied, it was clear from both observation and particle motion models that hollow glass particles repeat wall bias motion alternating in流动方向。 2。通过增加施加的电压来改善热传递，该电压代表库仑力的强度，并且代表活性颗粒数的加载比，并确认了应用电场的有效性。 3。气流速度的下降和湍流程度发生在壁表面附近，颗粒由于库仑力而流动不均，表明无法预期颗粒干扰边界层的影响。 4。在热传递速率和颗粒的热传输量之间观察到几乎恒定的相关性，而不管粒径，负载比和施加的电压如何，并且发现颗粒的热传输效应是促进热传递的主要因素。如果热响应能力足以充分吸收并通过温度边界层内外的颗粒散发热量，则颗粒的热容量越大，对于促进传热是有利的。此外，当特定的热量恒定时，发现粒径越小，热传输效果越大。