垂直円管の水の加熱のための乱流熱伝達の計算研究-管内径の伝導性サブ層の厚さに対する影響-

HATA Koichi; SHIRAI Yasuyuki; MASUZAKI Suguru; HAMURA Akimichi

文献

J-GLOBAL ID：201302284410899453 整理番号：13A0363353

垂直円管の水の加熱のための乱流熱伝達の計算研究-管内径の伝導性サブ層の厚さに対する影響-

Computational Study of Turbulent Heat Transfer for Heating of Water in a Vertical Circular Tube -Influence of Tube Inner Diameter on Thickness of Conductive Sub-Layer-

出版者サイト複写サービスで全文入手 {{ this.onShowCLink("http://jdream3.com/copy/?sid=JGLOBAL&noSystem=1&documentNoArray=13A0363353&COPY=1") }}
高度な検索・分析はJDreamⅢで {{ this.onShowJLink("http://jdream3.com/lp/jglobal/index.html?docNo=13A0363353&from=J-GLOBAL&jstjournalNo=U0041A") }}

著者 (4件)： , , ,
資料名：
巻： 6 号： 3 ページ： 446-461 (J-STAGE) 発行年： 2012年
JST資料番号： U0041A ISSN： 1881-3062 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：英語 (EN)

流速(u=4.22-21.45m/s),入口流体温度(T_in=308.20-311.77K),入口圧力(P_m=834.04-910.23kPa),増加する熱入力(Q₀exp(t/τ),指数ペリオド(τ=6.04-32.13秒)を垂直白金(Pt)試験管での定常乱流熱伝達係数を,高いポンプヘッドを持つ多段キャンドタイプ循環ポンプから成る実験用水ループで系統的に測定した。測定は,それぞれ,3.6と9mmの内径のPt試験官,32.7,69.6,49.6mmの加熱長さ,0.5,0.4,0.3mm厚さで測定した。3,6,9mm直径で,492,636,616mm長さの円管の乱流熱伝達の理論的方程式を,直径3,6,9mmで長さ33,70,50mmの加熱セクションによる水の加熱を,PHOENICSコードを使って,関連する熱物理的特性の温度依存性を考慮した,実験と同じ条件で数値的に解いた。4.22-21.45m/sの流速,u,で理論的に計算した,円管の表面熱流束,q,と平均表面温度,T_s.avを対応する熱流束の実験値,q,対平均内表面温度と液体バルク平均温度の間の温度差,ΔT_L[=T_s.av-T_L,T_L=(T_in+T_out/2]グラフと比較した。qとT_Lの数値解は対応するqとT_Lの実験値と,ここで実験したT_Lの範囲で,±10%以下の誤差で良く一致する。種々の垂直管の乱流熱伝達のための伝導性サブ層の厚さ,δ_CSL[=(Δr)_out/2],と伝導性サブ層の無次元厚さ,y_CSL[=(f_F/2^0.5ρ_luδ_CSL/μ_l]は,数値解に基づいて明らかにする。この研究で,実験データ(HataとNoda,2008)に基づく著者の定常状態乱流熱伝達関係式は,定常状態乱流熱伝達の実験データだけでなく,広い範囲の管内径(3,6,9mm),平均内表面温度と流体バルク平均温度(ΔT_L=8-145K)の間の温度差と,流速(u=4.22-21.45m/s)で,±10%以内の誤差で数値解を記述することを確認した。(翻訳著者抄録)

, , , , , , , , ,
, , , ,

対流・放射熱伝達

引用文献 (21件)：

(1) Hata, K., and Noda, N., 2008, “Turbulent Heat Transfer for Heating of Water in a Short Vertical Tube,” Journal of Power and Energy Systems, 2, No. 1, pp. 318-329.
(2) Dittus, F., W., and Boelter, L., M., K., 1930, Univ. Calif. (Berkeley) Pub. Eng., 2, p. 443.
(3) Nusselt, W., 1931, Der Wärmeaustausch zweischen Wand und Wasser im Rohr, Forsch. Geb. Ingenieurwes., 2, p. 309.
(4) Sieder, E. N., and Tate, C. E., 1936, "Heat Transfer and Pressure Drop of Liquids in Tubes," Ind. Eng. Chem., 28, pp. 1429-1435.
(5) Petukhov, B. S., 1970, "Heat Transfer and Friction in Turbulent Pipe Flow with Variable Physical Properties," Advances in Heat Transfer, New York, Academic Press, pp. 503-564.

, , , , , ,

前のページに戻る