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神戸大学大学院工学研究科・システム情報学研究科紀要, No. 2, pp. 28-34, 2010
doi:10.5047/gseku.j.2010.001

流れ場に充填された球状物体の強制対流熱伝達の数値解析

平澤 茂樹1・川南 剛1・平野 繁樹1・木下 智晴1

1 工学研究科機械工学専攻

(受付:May 13, 2010 受理:August 2, 2010 公開:August 27, 2010)

キーワード: 強制対流熱伝達、球状粒子、粒子充填層、最密充填配置、熱流体数値解析

再生磁気冷凍システムの高効率化のために,球状物体が充填された流れ場の強制対流熱伝達現象 を詳細に解明することが重要である.本研究では3 次元熱流体数値シミュレーションにより,空 気の流れ場の中に直径10mm の単一球および最密充填構造に近い状態で球状物体が多数並んだ場合 のレイノルズ数が 63〜6340 における強制対流熱伝達率について検討した.最密充填構造に対する 流れ方向は2 方向検討した.その結果,以下の結論を得た.単一球の表面の平均熱伝達率はRanz and Marshall により提案された関係式に一致する.最密充填構造で球状物体が多数並んだ場合の表面 の局所熱伝達率は流れが衝突している部分の局所熱伝達率が特に大きい.最密充填構造で球状物 体が多数並んだ場合の平均熱伝達率はWakao and Kaguei の粒子充填層の計算式と約10%の差で一 致する.


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