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₃₃₃ kg/m2s

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0.45 MPa

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×

0.8

図4.15:熱伝達係数の測定値と計算値のクオリティに対する変化(CFC114) (b)並流の場合

4.4 他の研究者の熱伝達係数の測定値と計算値の比較

第1章で述べたように純冷媒の水平平滑管内沸騰・蒸発熱伝達については現 在までに多数の研究が行われている. その中で ， 温水 加熱で行われた実験お よび伝熱管内径が本実験に比較的近い実験結果と整理式との比較を行った. 比 較に用いた デ ー タを表4.3に示す.

表4.3:比較に用いた実験 データ

No

^{研究者名[文献番号] 流体} _圧力 質量速度管内径 データ数

[MPa] [kg/m2s] [mm]

温水加熱した銅管におけるデータ

11 Khanparaら[29]

CFCl13 0.33 250 rv 520 8.8 11

2 1 Altmanら[2]

HCFC22 1.02rv 1.07 280 rv 560 8.7 6

31 Andersonら[3]

HCFC22 0.57 310 rv 350 16.9 9

4品橋ら[58]

HCFC22 0.56 rv 0.60 390 rv 400 7.9 3

電気加熱した銅管におけるデータ

51 Khanparaら[29]

CFCl13 0.33 590 8.8 3

6吉田ら[72]

HCFC22 0.59 300 rv 500 11.0 41

7村田ら[35]

CFCl14 0.2 200 rv 300 10.3 12

電気加熱したステンレス鋼管におけるデータ

8吉田ら[70]

HCFC22 0.59 200 rv 400 10.6 6

91Jungら[26]

HCFC22 0.4 rv 0.84 250 rv 520 9.0 24

CFC114 0.26 rv 0.53 260 rv 520 27 HFC152a 0.36 250 '" 530 24 CFC12 0.34 rv 0.35 260 rv 370 12

表4.4は， 表4.3に示す データと本整理式による計算値の平均偏差を示す. 表 中のAD，MDはそれぞれ式(3.6)，(3.7)で定義した偏差の平均値， 偏差の絶対値の 平均値である. 本整理式による計算値はいずれの研究者の測定値もよりも高 い値を示している. これは第3章の 結果が示す ように本実験で得られた液単 相の強制対流熱伝達がDittus- Boelterの式より高く， 蒸発熱伝達係数を求める際 に， 式(3.5)で求めているのが主な原因であると考えられる. そこで式(4.34)の

表4.4:他の研究者の測定値と整理式の比較

円寸MD AD I

温水加熱した銅管におけるデータ

Khanparaら CFCl13 11 18.1 -18.1 Altmanら HCFC22 6 11.5 -11.5 Andersonら HCFC22 9 14.3 -14.3

I笥橋ら ^{HCFC22 5 17.3 -17.3} 電気加熱した銅管におけるデータ

Khanparaら CFCl13 3 12.9 -2.9

吉田ら ^{HCFC22 41 30.0 -30.0} 村田ら ^{CFCl14 12 12.2 -8.9} 電気加熱したステンレス鋼管におけるデータ

吉田ら ^HCFC22

J^ungら ^HCFC22

CFC12 HFC152a

CFC114

MD ⁼

_!_す|αexp - O'call

X 100，

η...__ αcal

6 24 12 24 27

13.2 -6.3 21.4 -19.4 19.0 -19.0 25.4 -25.4 20.7 -19.6

. 一 一 一一 冒

AD =二 写 一 、uexp

^{'-^C}ω X 100

n ...

ー α c al

代わりに以下に示すDit t us-Boelterの式を用いた計算値との比較を行った .

αCV ⁼

0.023 (�:)附104 ( ^4.47 )

図4.16

(

^a

)

^rv

(

^d

)

は， このようにして求めた計算値と 表4.3に示すデ ー タと本整 理式との比較を示す. また， 表4.5に比較を行った全データと計算値との平均 偏差を示す. HCFC22， CFCl14， CFC12に関する実験デ ータは表4.3に示すよう

に圧力および流量が本実験範囲と異なるに も関わらず， 整理式との一致は良 い. また， 本整理式はH FC152a， CFCl13に対しても良い一致を示している. 全 ての冷媒に対して， 測定値と整理式による予測値はおおむね土20%の範囲で 致している

図4.17 ， 4.18， 4.19および4.20の下図は， それぞれ， JungらのHCFC22の実験 結果， JungらのCFCl14の実験結果， 吉田らのHCFC22の実験結果および村田

らのCFCl14の実験結果について熱伝達係数の測定値と本整理式による計算値 をクオリティに対して示した例である. 図には吉田ら[70]の式とJungら[25]の式に よる計算値もそれぞれ一点鎖線， 破線で示しである. また， 上図 は全熱伝達係 数に占める核沸騰熱伝達係数の割合(αpb/α)calと核沸騰熱伝達の低下を示すパ ラメータSおよび1{0.745のクオリティに対する変化を示している. いずれも 熱 伝達係数の測定値と本整理式による計算値との一致は良好である. また， こ れらはすべて一様熱流束の下での実験結果であるが， 本整理式によるとクオ リティの増大とともに(αnb/α)ωは小さくなり， x > 0.8では強制対流熱伝達が支 配的であることを示している.

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V Khonporo et 01.[ 11 V Khonporo et 01.[51

ドキュメント内 冷媒の水平平滑管内沸騰・蒸発熱伝達に関する研究 (ページ 40-46)