ノンフロン自然冷媒に適用される超音速二相流エジェクタの開発

适用于无CFC天然制冷剂的超音速两相流喷射器的研制

基本信息

批准号：
10J07038
负责人：
原田敦史
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,ノンフロン冷媒を使用した高効率の二相流エジェクタサイクルを開発し,空調および冷凍サイクルの効率を向上させることである.本年度は,.特に,二相流エジェクタの内部流動を解明するため,エジェクタ混合部などにおける流動形態である低クオリティ域超音速ミスト流れ場中に発生する衝撃波や膨張波などの現象に焦点を当てた.主な研究内容として、二相流エジェクタを用いた冷凍サイクルの実験装置の製作および高速圧縮性二相流の数値解析を並行して行った.数値解析は,気液相間で行われる熱輸送および質量輸送を考慮した解析モデルを提案し,二相流エジェクタ内に発生する衝撃波や膨張波の特性を調べた.まず,熱緩和現象を伴う流れ場中に発生する空気-水系二成分二相流の斜め衝撃波の特件をCIP法によって解析を行った。熱緩和現象を伴う二相流斜め衝撃波は,輸送過程が凍結および平衡状態の衝撃波角の間に常に存在することなどが明らかにされ,これら結果は,日本冷凍空調学会論文集にて出版された.また,相変化を伴う解析は自然冷媒として実用化が始まっている炭酸ガスを実在気体として扱い,解析を行った.この研究によって,ミスト流中に発生する相変化を伴う二相流斜め衝撃波の基礎的性質が明らかになった.この相変化を伴う圧縮性ミスト流れの解析コードを用いて,二相流エジェクタ内に設置されたノズルより噴出される超音速ミスト流の基礎的性質を数値解析により調べた.この解析により,分散相となる液滴が引き起こす非平衡の効果が噴流に及ぼす影響を明らかにし,この研究結果は機械学会にて発表された.

这项研究的目的是使用非氟化碳制冷剂开发高效的两相流出循环，并提高空调和制冷周期的效率。尤其是今年，我们专注于在低质量超音速雾气流场中产生的冲击波和膨胀波的现象，即弹射器混合部分中的流程形式，等等。主要的研究主题是为使用两相射流和高速压缩的两种平行的两种效果制造用于冷藏循环的实验设备，以制造冰箱循环的实验设备。我们提出了一个分析模型，该模型考虑了在气体液相之间进行的热传输和质量传输，并研究了两相流出器中产生的冲击波和膨胀波的特征。首先，我们通过CIP方法分析了在流场在流场中产生的空气水两种两相流的倾斜冲击波的特征。据透露，在均衡状态下的冻结和冲击波角之间，始终存在伴随着热弛豫现象的两相对角线冲击波，并且这些结果已在日本的制冷和空调协会中发表。此外，实际上用作天然制冷剂的二氧化碳气体被视为真实气体，并分析。这项研究揭示了两相对角线冲击波的基本特性，随着雾流的相变。使用分析代码与相变的可压缩雾气流进行，我们研究了通过数值分析从两相流出器中安装的喷嘴中弹出的超音速雾流的基本特性。该分析揭示了由液滴变成射流阶段的液滴引起的非平衡效应的影响，这项研究的结果发表在机械工程师协会上。