比較的大きな垂直密閉矩形容器内の乱流自然対流熱伝達

概要

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密閉容器内自然対流の熱伝達に関しては，従来からさまざまな研究が展開されてきた．しかしながら，比較的大きなレイリー数や乱流域に対する考察や伝熱データベースが圧倒的に少ないのが現状である．密閉容器内の乱流自然対流熱伝達を解明することは，相変化蓄熱を利用した実用大型熱輸送システムの高効率化，大型建築構造物の高断熱化，電子デバイス冷却の高性能化などを考察するうえで重要となる．したがって，本研究では，これまでに研究例の少ない長手方向の左右壁面を等温加熱・等温冷却した比較的大きな垂直密閉矩形容器内の自然対流熱伝達について，実験および数値シミュレーションの両面から検討を加えることにした．その結果，垂直密閉矩形容器内で生起する層流・遷移・乱流域の自然対流熱伝達に関する実験および数値シミュレーションは，これまで提案されている伝熱相関式と良好な一致を示した．また，垂直密閉容器内部の伝熱・流動現象をPIV（粒子画像流速計，Particle Image Velocimetry）法により可視化計測した結果，数値シミュレーションによる速度分布と良好な一致を示した．