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Transfer Coefficients and Flow Behaviour in Back of Turbulence Promoters

By 宮下 尚, 高柳 暁, 塩見 裕 and 塚田 安明

Abstract

The purpose of this paper is to study the local transfer coefficients between fluid and wall surface and the flow behaviours in back of turbulence promotors in a rectangular channel and then to discuss the mechanism for the improvement of the transfer coefficients.The transfer coefficients, the shear stress and the turbulent intensity have been obtained by using the electrochemical method of the redox system under the diffusion control and the flow behaviours have been observed by using the aluminum tracer method.The results of the transfer coefficients and the shear stresses with turbulence promotors were compared with those without promotors, as Sh/ Sh_0 τ/τ_0. They were graphically correlated with the diameter, the pitch of the promotor and flow Reynolds number. The turbulence intens ities near the wall surface were also correlated with those parameters. These results agreed reasonably with the observation of aluminum tracer method. It was found that the improvement of transfer coeffic ients in back of the turbulence promotors depends on the turbulent intensity near the wall surface.伝熱係数の増進に関する研究は,高温高熱流束下の熱除去,コンパクト熱交換器の設計,工業用水の不足対策などの省エネルギー,省資源において重要視すべき課題である。伝熱性能向上の一方法として簡単に応用できるものに乱流促進体がある。乱流促進体には,伝熱面近傍の境界層を直接撹乱させるもの,主流そのものを撹乱させるもの,および流体に施回を与え流れの分速度を大きくするとともに,遠心力効果あるいは二次流れ効果を利用したものなどがある。平滑管に対し粗面管は,熱伝達を促進することがすでに知られている。反面圧力損失も増加する。しかし,この圧力損失増加は,移動に要するポンプ動力,伝熱面積の減少等のエネルギー有効利用の立場から,必ずしも熱的性能をそこなうものでないと考えられる。本研究では,乱流促進体として円柱を用い,これを伝熱面に流れと直角に設置し,促進体後方における伝熱面において各種流体力学的物理量と局所移動係数を,フェリーフェロの酸化還元系電極反応を用いて,物質移動係数を求めアナロジーにより伝熱係数を求める方法を選んだ。上記諸量の分布より,実験的に移動係数の増進機構が解明されるが,流動状態の把握,促進体後流で生じる渦流の挙動などを明らかにするため,アルミ粉トレーサ法による可視化実験を行ない詳細な検討を加えた

Topics: 乱流促進体, 移動係数, 流れ, 乱流促進体, 円柱, 各種流体力学的物理量, 局所移動係数, フェリーフェロ, 酸化還元系電極反応, アルミ粉トレーサ法, 可視化実験, ZM2
Publisher: 富山大学工学部
Year: 1979
OAI identifier: oai:toyama.repo.nii.ac.jp:00004232

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