繊維状金属を設置した流路の熱伝達と圧力損失特性

概要

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熱交換器の性能向上を目的として,繊維状金属を流路に設置する場合の効果を調査するために,伝熱実験と圧力損失測定を行った.本論文で注目する繊維状金属は,直径が100ミクロンの金属繊維から構成され,いったん不織布として積層したものを拡散接合により一体物として固めたものである.良好な伝熱促進を得るためのキーポイントの一つは,伝熱面から繊維状金属への熱伝導を良好にすることにある.したがって,設置物体と伝熱面の接続においても,拡散接合を適用した.実験の結果,熱伝達率は流路に何も設置しない場合に対し8倍となり,繊維状金属は壁面の熱伝達の促進に有効であることが分かった.拡散接合法は,圧力損失を低く保ちながら比較的高い伝熱促進を示すことから,本研究で試みた繊維状金属は熱交換器の性能向上に資する設置媒体として提案できる.Heat transfer experiment and pressure loss measurement have been done for the channel flow with the insertion of fibrous metal materials in order to investigate their effectiveness as an insertion device to improve the heat exchanger's performance. Fibrous metals focused in this paper are composed of aluminum fibers of 100 micron meters diameter, once laminated as a non-woven fabric, and then hardened by diffusion bonding as a bulk insertion body. Perfect heat conduction from the wall to the fibrous metal should be one of the factors for better heat transfer enhancement, therefore, the diffusion bonding was also applied for the connection of the wall and the insertion body. It was found that the fibrous metal is effective to enhance the wall heat transfer, that is, heat transfer of eight times as large as that of the non insertion case is obtained. Since the diffusion bonding revealed relatively large heat transfer enhancement keeping low pressure loss penalty, fibrous metal is a promising device to improve the heat exchanger's performance.

繊維状金属を設置した流路の熱伝達と圧力損失特性

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