パルス電場による固気混相流の制御と伝熱促進

脉冲电场控制固气多相流及促进传热

• 批准号: 07750225
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750225/
• 关键词: 固気混相流; 周期電場; 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,粒子の壁面衝突や境界層攪乱などの伝熱促進の要因を内在する固気混相流に周期電場を付与し,粒子運動を電気流体力学(EHD)的に制御することにより,壁面熱伝達の向上を追求するものである.具体的には,方形波状の交番電場,およびon,off状態を周期的に繰り返す間欠電場の2種類を対象とし,電場中の粒子挙動と伝熱特性を電場の周波数およびDuty比(一周期中の正極電場の印加時間の割合)と関連づけて追求した結果,以下の知見を得た.(1)固気混相流に正極および負極の電場を同じ時間間隔で交番させて付与すると(Duty=0.5),周波数が40Hzの場合には,クーロン力の方向が短い周期で反転を繰り返すため多くの粒子は鉛直上方に直線的に運動する.周波数がより短く,Duty比を0または1に近づけるほど,粒子は両壁面と活発に衝突・反発を繰り返す.(2)壁面衝突した粒子の一部は壁面との接触により電荷を放出した後、壁面と同極性に再荷電され,クーロン力により異極性の対向壁へ移行する様子が高速度ビデオ観察により確認された.また、このような粒子の自己荷電による飛び出しが電場極性の反転による外部制御よりも優先するため、交番電場による粒子運動の制御が困難であることが明らかになった.(3)交番電場を付与した場合、周波数が低くなるにつれて粒子の壁面衝突が活発となり,これにより熱伝達率が向上する.また、Dutyを変化させた場合、Duty=0.5で極小値をとりDutyが0または1に近づくにつれて伝熱促進効果は増加し,最終的に直流電場の値に漸近する.(4)間欠電場を付与した場合、周波数による熱伝達率の影響は殆ど見られず,Dutyの増加により伝熱促進効果は単調に増加することが判った.

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。这项研究旨在通过将周期性电场应用于传热促进中固有因素固有的固有电场，例如颗粒和边界层干扰的壁碰撞以及控制电氢动力学（EHD）中颗粒运动的固有因素​​。具体而言，在定期重复方波的交替电场以及在状态下和关闭状态期间，通过追求两种类型的电场来获得以下发现，与电场频率和占空比的粒子行为和热传递特征相关的粒子行为和热传递特性（在一个循环中的正循环中的正效率和一个循环中正循环中的正态效率）的相同相同的效率和正相机的阳性频率相同的情况下进行。 Hz，许多颗粒在短时间内重复库仑力的方向，许多粒子向上线性移动。频率较短，职责较短。比率越接近0或1，粒子与两个壁都积极碰撞并排斥。 （2）高速视频观察证实，某些颗粒与壁接触后的电荷后与壁碰撞，然后充电至与壁相同的极性，并过渡到由于库仑力而导致的极性不同的壁。还可以揭示出，由于电场极性的反转，对粒子的自动粒子的自动颗粒对颗粒的自动颗粒的优先级优先于外部控制，因此很难控制粒子运动。 。（3）当应用交替的电场时，颗粒的壁碰撞随着频率的降低而变得更加活跃，增加了传热系数。此外，当更改责任时，最小值在占名时= 0.5，热传递促进效应随着责任方法0或1的效力而增加，并在dc电场值中效应时，当dc电场效应时效率为dc电场值。由于频率而言，几乎看不到频率，因此发现热传递效率由于占用效力而单调增加。

项目成果

多田幸生: "周期電場による固気混相流の制御と伝熱促進" 第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1996)

Yukio Tada：“通过周期性电场控制固气多相流和促进传热”第 33 届日本传热研讨会论文集（预定报告）。