マイクロカプセル化相変化物質スラリーの強制対流熱伝達特性 -円管内乱流- Forced Convection Heat Transfer with Microencapsulated Phase-Change-Material Slurries : Turbulent Flow in a Circular Tube

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抄録

マイクロカプセル化された相変化物質を水に混合したスラリーについて円管流路内での乱流熱伝達特性を実験的に評価した.カプセルに含有される相変化物質の固-液相変化に伴う潜熱のためにスラリーの熱容量が増大することに加え, 相変化物質の融解に伴う潜熱吸収が管壁とスラリーの熱伝達係数に及ぼす影響について検討した.管壁を等熱流束で加熱した流路内で十分発達した乱流の熱伝達係数を局所的に求めた結果, 相変化に伴う熱伝達係数の増加, すなわち伝熱促進効果が認められた.実験においてスラリー流量, 粒子濃度および単位時間あたりの加熱量を変化させた結果, 熱伝達係数の増加量は流れのレイノルズ数, 固相状態の相変化物質の濃度および加熱量に依存する値となった.これらのパラメータと伝熱促進効果との関係を検討した上で乱流における伝熱促進のメカニズムについて考察を行い, スラリーを用いたシステムの最適運転条件に関する検討を行った.

An experimental study using a slurry of micro-encapsulated phase change material (MCPCM) in water is conducted in order to investigate the increase in convection heat transfer coefficients of slurry flows as well as the increase in thermal capacity of a slurry by using the latent heat from a solid-liquid phase change material (PCM). Experiments were done for turbulent, hydrodynamically fully developed flows in a circular tube with constant wall heat flux. Local convective heat transfer coefficients were measured along the heating test section in order to study the effects of the melting phenomena inside MCPCMs. Experimental data are presented for various particle concentrations, slurry flow rates, and heating rates. Results show that an increase in the local convective heat transfer coefficient is found when the MCPCMs melted. Enhancement of heat transfer due to phase change is affected to varying degrees by Reynolds numbers of slurry flows, the fraction of PCM which is solid phase and heating rates. This paper provides and presents an explanation of the physical mechanism of the convective heat transfer enhancement due to the phase change of MCPCMs and a set of data available for the adjustments of system operating conditions for optimum heat transfer performance.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 24(1), 104-110, 1998-01-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  15件

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被引用文献:  1件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002835003
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4380952
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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