マイクロメッシュと分岐管内振動流を用いたマイクロ熱交換器

使用微网和支管振荡流的微型换热器

基本信息

批准号：
12875040
负责人：
望月貞成
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 Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,(1)非常に低いレイノルズ数までを含む領域でのマイクロメッシュの伝熱性能評価を行う,(2)分岐管内振動流における熱・物質拡散促進機構を流れの可視化,濃度計測,数値解析によって取り扱う.そして以上二つによってマイクロ熱交換器を構成する場合の基礎データを収集する.マイクロメッシュ(担当望月)の実験では細線直径25μmと30μmの2種類のステンレス鋼製メッシュを用いての熱伝達実験を行った.真空ポンプによって圧力と空気流量を調整されたテストチャンバー内で一枚のマイクロメッシュを通電加熱し,その温度による電気抵抗値変化をブリッジ回路によって高精度に測定した.前年度(Re数は10^<-1>〜10^1,Kn数が0.02以下)からさらに広いRe数,Kn数領域での実験を試みたが,Kn数を大きく増加させることが出来ず,希薄化の明確な効果を確認することが出来なかった.分岐管(担当村田)の実験では,ガラス製Y字分岐管を使用した.分岐角は70度であり,全体で3分岐を有する流路となる.実験条件は,Re=3.4〜170,000,ウォーマースリー数α=1.3〜78の範囲である.インク注入点から出口位置までのインク移動時間を計測して物質拡散状況を調べ,1回のストロークによってインクが分岐部まで到達するかが物質伝達量に大きく影響すること,分岐部での剥離泡に捕獲されたインクがその後に解放され物質輸送に寄与する様子が明らかにされた.分岐管の数値解析では,非構造格子有限体積法を用いて3次元非定常問題として分岐角を50, 70, 90度と3通りに変化させた計算を行い,分岐角度の増加とともに剥離泡が大きくなること,剥離泡の大きさと物質輸送量が単調な関係にはないことが明らかになった.

进行了这项研究（1），以评估雷诺数非常低的区域中Micromesh的传热性能，以及（2）通过可视化流量，浓度测量和数值分析，以处理分支管道内振荡流中的热和材料扩散机制。使用上述两个收集用于构建微热交换器的基本数据。 Miromesh（负责物质）Mochizuki）实验是使用两种类型的不锈钢网格，直径为25μm和30μm。将单个Micromesh在测试室中加热，该测试室的真空泵的压力和空气流量调整了，并且使用桥电路以高精度测量了由于温度而导致的电阻值的变化。我们尝试了RE和KN数量的实验范围从上一年（RE 10^<-1>到10^1，KN数量低于0.02），但我们无法显着增加KN数量，并且我们无法确认稀释的明显影响。使用玻璃Y形的分支管进行分支管道（负责）Murata的实验。分支角度为70度，流动路径共有三个分支。 The experimental conditions ranged from Re = 3.4 to 170,000, and the warmer three number α = 1.3 to 78. The material diffusion situation was measured to measure the ink travel time from the ink injection point to the outlet position, and it was revealed that whether the ink reaches the branching area by a single stroke has a significant effect on the amount of material transfer, and that the ink captured by the peeling bubbles at the branching area is released and contributes to material transport.使用非结构化晶格有限体积方法进行分支管道的数值分析，以三种方式计算分支角：50、70和90度，作为三维非平稳问题。剥离气泡随着分支角的增加而增加，剥离气泡的尺寸和材料传输量不是单调的。