流体温度ゆらぎがあるT字形配管流れの熱流動特性

概要

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高温水と低温水が合流する配管部では、流体の不安定混合による流体温度ゆらぎが発生し、構造物に高サイクル熱疲労が生じることが報告されている。本論文では、流体温度ゆらぎのあるT字形配管流れにおいて流れの可視化、流体温度分布、ならびに小型熱流束センサーを使用して非定常熱伝達の測定を行った。実験では、枝管と主管の流速比Kを、K=0.25からK=4まで変化させた。その結果、壁面噴流の条件であるK=0.6と0.8の場合には周期的な渦状の流れが現れ、これが流体温度変動と壁面での熱流束変動に影響を及ぼしていることを明らかにした。In a region of mixing tee pipe where hot and cold fluids are mixed together, temperature fluctuation occurs due to the unstable mixing process of the fluids and the structural materials might be damaged by high-cycle thermal fatigue. The present study carried out the experiments in the mixing tee with fluid temperature fluctuation on flow visualization, measurement of fluid temperature and heat transfer using a micro heat flux sensor. The velocity ratio K of the flows in the branch and main ducts was changed from K=0.25 to K=4. It is confirmed that the periodic vortical flow observed in flow visualization for the cases of K=0.6 and 0.8 results in both the fluid temperature and the wall heat flux fluctuation.
2008-07-31