空調用高性能熱交換器開発のための微細流路内相変化熱伝達と伝熱促進メカニズムの解明

阐明微通道中的相变传热和传热促进机制，用于开发高性能空调热交换器

基本信息

批准号：
12J00771
负责人：
榎木光治
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

内径あるいは一辺が1㎜程度の微細流路を有する円管と矩形管および三角形管を対象に, 冷媒R410AとR32を用いて, 垂直上昇と下降および水平流における気液二相流動様相の観察および沸騰熱伝達と圧力損失に関する実験を行い, 以下の結果を得た.1. 微細流路内の流動様相や沸騰熱伝達および圧力損失に及ぼす流路形状や流動方向の影響, つまり表面張力や重力の影響は, 全般に, 質量速度が100kg/(m^2-s)以下の低流量で現れた.2. 可視化ガラス管を加熱して沸騰熱伝達試験に近い条件で管内冷媒の様子を観察したことで, 流路形状によらず垂直流よりも水平流の熱伝達が, 流動方向によらず円管よりも非円形管の熱伝達が良好になる伝熱メカニズムを明らかにした.3. 微細流路内断熱気液二相流の観察結果をもとに, 気液各相のWe数で整理されたChenらの流動様式線図を低流量へ拡張し, 円形, 矩形, および三角形流路の垂直上昇流と下降流さらに水平流に適用可能な新たな5つの流動様式線図を作成した.4. 予定していた実験計画が早期に終了したため, これまでの研究で使用してきた冷媒R410Aよりも地球温暖化係数が小さく今後使用が予想されるR32を用いて水平流の実験を行った. R32とR410Aを比較すると, 熱伝達率は全般にR32の方が高く, また圧力損失については, ともにスラグ流が観察される領域で同等, それ以外の流動様式ではR32の方が大きくなることがわかった. 以上の成果は, 雑誌論文として4編が掲載, 1編が投稿中で, 空調用熱交換器の高性能化, コンパクト化に大いに貢献するものと期待できる.

我们在垂直向上和向下和水平流程中对气体液的两相流相进行了观察，并在圆形管，矩形管道和三角形管道上进行了对沸腾传热和压力损失的实验，并具有直径约为1 mm的细胞，以及对沸腾热传递损失和压力损失的实验。流动路径形状和流动方向对流动路径的影响，沸腾的传热和压力损失，即表面张力和重力的影响通常以低流速小于100 kg/（m^2-S）的影响。2。通过在类似于沸腾的传热测试的条件下加热可视化的玻璃管并观察管子中制冷剂的状态，无论流动路径形状如何，水平流的传热均超过垂直流。我们已经阐明了与圆管相比，在非圆金管中使热传递更好的传热机制，而无论流动方向如何。3。基于在细流通道中的绝热气体液两相流量的观察结果，我们扩大了Chen等人的流动模式，该流动模式由每个气体液相的WE数字组织到较低的流速，并创建了五个新的流动模式，可以应用于循环，直流，三角形和三角形流量的垂直向上和向下流动。随着计划的实验计划的完成，我们使用R32进行了水平流实验，R32的全球变暖潜力比以前的研究中使用的制冷剂R410A较小，并且预计将来将使用R410A。比较R32和R410a，R32的传热系数通常更高，并且在观察到两个炉渣流的区域中，压力损失相当。已经发现R32在其他流动模式中较大。上面的结果是期刊论文的四本出版物，另一篇是发表的，预计将对空调热交换器的性能和紧凑性的改善做出巨大贡献。