水平内面ら旋溝付管内蒸発流の伝熱面上における液膜状態に関する実験的研究

摘要

近年，内面ら旋溝付管内の流動状態を観察した研究がいくつか行われている．柿本らは直視型内視鏡を用いて，溝仕様の異なる2種類の内面ら旋溝付管内の空気·水二相流の流動状態を広い質量速度の範囲で観察し，伝熱面上の液膜の状態を詳しく述べている．Ohらは，リード角の異なる3種類の内面ら旋溝付管を用いてHFC134aの管内蒸発流の流動状態を内視鏡により観察し，リード角の影響を詳細に考察している．Yuらは，テストセクションの前後に設けた可視化部を通じで平滑管と内面ら旋溝付管に対して管内の流動状態を観察し，それぞれの管に対する流動状態を比較検討している．Liebenbergらは内面ら旋溝付凝縮管内における圧力変動の測定値とガラス管を用いた観察結果を基に，内面ら旋溝付凝縮管内の流動状態を判定している．内面ら旋溝付管内の蒸発熱伝達係数を流動状態を考慮して予測する際，通常の平滑管に対して提案されている流動状態の判定方法に加え，熱伝達特性に影響すると考えられる内面ら旋溝付管特有の液膜の状態を定量的な情報に基づき判定する必要がある．そこで，本研究では，平均直径12mmの内面ら旋溝付鋼管内の蒸発熱伝達の実験を行い，管周方向の壁温と管周平均熱伝達係数の測定値を基に，伝熱面上に形成される液膜の状態を推測し，熱伝達特性に影響すると考えられる内面ら旋溝付管内の流動状態を検討したので，それらについて報告する．