電場による水平ロ-フィン付円管外面凝縮熱伝達の促進

利用电场促进水平肋片圆管外表面的冷凝传热

基本信息

批准号：
08650237
负责人：
棚澤一郎
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650237/
关键词：
熱工学熱伝達伝熱促進電場凝縮管外凝縮ロ-フィン付管

项目摘要

本研究は,発電所等の水蒸気サイクルにおける復水器(コンデンサ)や,空調機器における凝縮器などで用いられている高性能凝縮管の電熱性能の向上を目的とするものである.これらの凝縮管では,伝熱面積の増大と熱伝熱率の向上のために,管外面にロ-フィンが加工され,その高さ・ピッチ・形状などを最適化するよう工夫されている.しかし,水蒸気の凝縮では,水の表面張力が大きいため,凝縮液がフィン間に充満し,有効な伝熱面積が大幅に削減され伝熱が劣化する.本研究では,電場を利用して,フィン間に滞溜する凝縮液を排除することによる伝熱促進法に関して,以下のような基礎的研究を行った.凝縮室内にロ-フィン付円管を水平に設置し,管内に冷却水を流して,凝縮室内の水蒸気が円管外面のロ-フィンに凝縮するようにした.フィン間のピッチが1mm程度の場合には,凝縮管のおおよそ4分の3のフィン間に凝縮液が充満した.本研究では,フィン付凝縮管の底部側に,凝縮管から1〜2mm離して電極線を1本水平に張り,これと凝縮管との間に直流電圧を印加した.この印加電圧をある値以上に大きくすると,ロ-フィン間に滞溜している凝縮液は電極線に引き寄せられ,その結果凝縮有効面積が増えて熱伝達率が増大した.例えば,印加電圧を1kVまで上げると,凝縮熱伝達率として70kW/(m^2K)という値が得られたが,これは電場のない場合の水平円管外面上凝縮熱伝達率の約5倍,ロ-フィン付凝縮管での熱伝達率に比べても約2倍の値である.観察と解析の結果,電場によって凝縮液が電極線に引き寄せられる現象は,一種の気・液界面不安定現象であることが確認された.なお,水の場合には導電性のためにある限度以上の電圧を印加することが難しい.その対策として,電極線を絶縁するなどの対策が必要であることも判った.

这项研究旨在改善电厂蒸汽循环中用于冷凝器（冷凝器）的高性能冷凝器管的电热性能以及空调设备中的冷凝器。在这些冷凝管中，为了增加传热区并提高传热速率，处理了管的外表面，并优化了高度，俯仰，形状等。但是，在冷凝蒸汽中，水的表面张力很大，因此冷凝水填充了鳍。在这项研究中，进行了以下基础研究，对通过使用电场促进传热的方法进行了以下基础研究，以消除鳍片之间积累的冷凝物，进行了以下基础研究。将带有Lorfin的圆形管水平安装在冷凝室中，并在管道内流动冷却水，以便冷凝室中的水蒸气将其凝结到圆管外表面的Lofins中。如果鳍之间的音高约为1毫米，则缩合管的大约四分之三之间的缩合。液体被填充。在这项研究中，一根电极线水平连接到鳍凝管的底部，距离冷凝管1-2毫米，并在冷凝管之间施加DC电压。当该施加的电压增加到一定值时，将Lo-Fins之间的冷凝液体吸引到电极线上，从而增加有效的冷凝面积和热传递速率。例如，如果施加的电压增加到1 kV，则作为冷凝传热速率获得了70 kW/（m^2k）的值。但是，这大约是在没有电场的情况下，水平圆金管外表面的冷凝传热速率的五倍，大约是带有ROFIN的冷凝管中的传热速率的两倍。观察和分析表明，电场将冷凝液体吸引到电极电线的现象是气体液体界面处的一种不稳定性。对于水，由于电导率，很难将电压施加到一定极限以上的电压。还发现，诸如隔离电极线之类的措施是必要的对策。