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1.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 油を含む冷媒の水平蒸発管内熱伝達係数の予測方法の確立 — Prediction of Heat Transfer Coefficients for Flow Boiling of Refrigerant-Oil Mixtures in Horizontal Evaporator Tubes
吉田 駿 ; YOSHIDA Suguru
研究期間: 1988-1989
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概要: 1.質量分率で0〜6%の油を含む冷媒の水平平滑蒸発管内熱伝達に関する実験および理論解析を行い、次のような結果を得た。 (1)気液が上下に分離した流れになる低流量の場合、冷媒に油が混入すると、主としてフォ-ミングによって管内周上のぬれ部分が増大するため、クオリティの広い範囲にわたって伝熱が向上する。 (2)比較的高流量になると、完全な環状流になっていない低クオリティ域では、同様にフォ-ミングのため伝熱は向上するが、環状流が形成される高クオリティ域では純冷媒の場合より伝熱が低下する。これは、液膜が薄い管頂側ほど油濃度が高くなり液の粘性係数が大きくなるため局所的に伝熱が著しく悪くなり、その結果周平均熱伝達係数が低下することになる。 (3)油を含む冷媒の周平均熱伝達係数は、高流量低熱流束の場合には、冷媒・油混合液の物性値を用いて、純冷媒の熱伝達予測式から見積ることができる。高流量高熱流束および低流量の場合には、管周上を管頂側の油濃度の高い領域と管底側の油濃度の低い領域に二分し、各油濃度に対応した物性値を用いて純冷媒の予測式から見積られる各領域の熱伝達係数を境界条件として管壁内の二次元熱伝導計算を行うことにより、十分な精度で予測することができると考えられる。 2.内面ら施溝付蒸発管を用いて実験を行い、次の結果を得た。 (1)油質量分率およびクオリティが大きいほど、伝熱は一般に悪くなるが、高流量高熱流束で低クオリティ域では伝熱の向上が認められる。 (2)低流量の場合、熱伝達係数は平滑管の値の約2倍であるが、この伝熱促進の程度は純冷媒の場合に比べて約2/3に低下している。高流量の場合、熱流束と油質量分率が大きくなると、純冷媒の場合とは異なり、高クオリティ域で著しい伝熱促進が達成される。 続きを見る
2.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 気液層状化を考慮した水平管内沸騰流熱伝達係数の予測方法の確立 — Prediction of Heat Transfer Coefficient for Flow Boiling in Horizontal Tubes
吉田 駿 ; YOSHIDA Suguru
研究期間: 1986-1987
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概要: 1.水と空気の水平管内二相流について流動様相を観察した結果, 管頂部が常に乾いている流れ, 管頂部にリビュレットが形成される流れ, 管頂部が間欠的に乾く流れおよび管全周が常にぬれている流れがそれぞれ認められた. R22の水平管内沸騰二相流でも同様な流動様相が観察された. 2.気液が上下に分離した流れの場合には, 液でぬれた部分と乾いた部分の境界は時間的に変動しており, これに対応して局所熱伝達係数も変動する. 時間平均局所熱伝達係数は管周方向で著しく異なった値になり, ぬれ境界の近傍で極大値をとる. このような分析をもつ時間平均局所熱伝達係数を管外周上の限られた点数の温度測定値から見積る妥当な方法を考案した. 3.ぬれている部分と乾いている部分の境界の管底点からの角度, すなわちぬれ境界角度は質量速度とクオリティによって大きく影響されるが, これはクオリティの増加による液位の低下と流速の増大による液膜の上昇によって説明できる. 後者の効果が優勢な場合には, 熱流束が低い程ぬれ境界角度は大きくなる. また, 管径が小さい程あるいは圧力が低い程, 一般にぬれ境界角度は大きくなる. 4.周平均熱伝達係数はぬれ境界角度と類似な傾向を示し, したがってその特性は主としてぬれ境界角度の特性によって説明できる. 5.分離流でぬれている部分の平均熱伝達係数および管全周がぬれている環状流での周平均熱伝達係数は, いずれも著者らが以前に提案した環状流の熱伝達整理式から予測することができる. 乾いている部分の平均熱伝達係数は, 蒸気単相流として従来の熱伝達整理式から算出される値とほぼ一致する. 6.上述の式から算出したぬれ部分と乾き部分それぞれの平均熱伝達係数の値およびぬれ境界角度の実測値を用いて, 水平管内沸騰流における管周平均の伝熱特性を見積ることができる. 続きを見る
3.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 船舶操縦性能の実用的な推定法の開発に関する研究 — Study on Practical Prediction Method for Ship Manoeuvring Performance
貴島 勝郎 ; KIJIMA Katsuro
研究期間: 1997-1999
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概要: 本研究は研究代表者らが提案している流体力の推定近似式の精度の向上を図り,また,船体・プロペラ・舵相互の干渉を表す係数等を簡便に推定する方法について検討を行うことにより,船舶の操縦運動特性を実用的な見地から十分な精度で簡便に推定するための標準的な操縦性能推定法を開発することを目的としている。 9年度は,流体力データの収集を目的として,九州大学船舶運動性能試験水槽において拘束模型試験を実施し,船体に作用する前後力,横力および回頭モーメントの計測を行った。10年度はこれら試験から得られたデータを利用して,船体に作用する流体力を理論的に推定する方法について検討を行った。その結果,本研究において開発した推定法を用いることにより,通常の操縦運動においては,比較的精度良く流体力を推定することが可能であることを示した。また,港湾内等における離接岸時のように低速で大偏角を伴う運動に対しては,9年度に引き続き大偏角時の操縦運動の推定法の開発を念頭において,広範囲の偏角βに対して適用可能な新しい数学モデルの構築について検討を行った。 今年度は,これまで得られた成果を基に操縦流体力推定のための実用的な新しい数学モデルの検討を行なった。その結果,従来の数学モデルでは不十分であった針路不安定な船舶について簡便な近似式を得ることができた。例えば,新たな近似式を用いると,船の長さや幅そして喫水などの主要目が同一でも船尾形状が異なる船舶の運動性能の違いを表現できることを示した。 このようなことから,本研究では一応の操縦流体力の推定のための近似式を求めることができ,当初の目的は達成されたものと思われる。 続きを見る