自然対流連成熱伝達問題に関する研究

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 自然対流連成熱伝達問題に関する研究
• Author/Editor: 木村, 繁男; Kimura, Shigeo
• Author Heading: 木村, 繁男; Kimura, Shigeo
• Publication Date: 1999-12-07
• Publication Date (W3CDTF): 1999-12-07
• Alternative Title: Conjugate Natural Convection Heat Transfer
• Periodical title: 平成10(1998)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書概要 = 1998 Fiscal Year Final Research Report Summary
• No. or year of volume/issue: 1996 – 1998
• Volume: 1996 – 1998
• Pages: 3p.-
• Text Language Code: jpn
• Subject Heading: 熱伝達; 自然対流; 連成熱伝達; 非定常流; レイリー数; ヌッセルト数; 数値解析; 流れの可視化; Heat Transfer; Natural Convection; Conjugate Heat Transfer; Unsteady Flow; Rayleigh number; Nusselt number; Numerical Analysis; Flow Visualization
• Target Audience: 一般
• Note (General): 金沢大学工学部; 自然対流については、これまで多くの研究がなされてきた。その中で最も基礎的なものの一つに良く知られている加熱鉛直平板からの自然対流熱伝達問題がある。ここでは、加熱物体(例えば鉛直平板)が不完全熱伝導体(加熱物体の熱伝導率が流体のそれにくらべ無限に大きくない)である場合の自然対流熱伝達に着目した。一次元モデルに基づき、平板の平均表面温度と平均熱伝達率を予測する近似式を提案した。理論的考察を通して連成熱伝達問題が唯一のパラメータ(Conjugate Parameter)により支配されていることを示した。水槽を用いた実験によりこの一次元理論の妥当性を確認することが出来た。また、温度の異なる2つの流体レザバーが鉛直平板(有限な熱伝達を有する)で仕切られている場合についても同様の一次元理論が成立することを示した。この近似モデルは二つのレザバーが異なる物性の流体で満たされている場合について拡張された。二つのレザバーが異種の流体で満たされている場合は熱伝達が二つの無次元連成パラメータに支配されることを示した。この近似モデルを検証するために、二つのレザバーとして水-水系、水-グリセリン系、水-多孔質系をもちい、仕切り板としては銅、ステンレス、セラミックを用いた実験を行った。実験結果は理論による予測値と良い一致が得られた。この一次元モデルは平板上の強制対流連成熱伝達問題へも拡張され、完全二次元数値解と比較してその近似モデルの有用性が示された。また、流体で飽和した多孔質層内での様々な自然対流連成熱伝達問題について検討を加え、一次元近似モデルが平均熱伝達率の予測にきわめて有用であることを確認した。さらに地熱生産井から周囲岩盤への熱伝導が抽出熱量に与える影響について数値的に検討し、流量と生産時間の影響が特に顕著であることを示した。; There have been many works about natural convection heat transfer The thermal conditions on the solid surface are assumed to be isothermal or constant flux in most cases. However, this situation can not occur in reality unless a set of certain thermal and hydrodynamic conditions is fulfilled. In convective heat transfer problems the thermal condition at the solid surface can not be determined apriori, but it must be obtained as a part of the temperature solution. One of the most fundamental problems is to evaluate heat transfer from a heated vertical plate in a still fluid. In view of conjugate problem, we assume that one surface of the plate is heated with a constant temperature and the other is exposed to the fluid. One-dimensional theory is developed for the unknown surface temperature. A 5^<th> order algebraic equation for the unknown surface temperature is then derived. The mean heat transfer rate, the Nusselt number, is then obtained as a product of the apparent Rayleigh number and the average surface temperature. An experimental verification of the one-dimensional theory is also conducted using a water vessel with a heated wall installed on one of the vertical walls. The heat transfer rates from the wall to the water and the average surface temperature are measured. The experimental results are well compared with the theoretical prediction. Another problem that we studied is a case where two convecting reservoirs are separated by a vertical partition of finite conductivity An average heat transfer rate and the mean temperatures of the partition surfaces are obtained theoretically using a similar one-dimensional approach described above. An experiment is also carried out in order to test the proposed theory A marked nature of the present one-dimensional theory lies in its simplicity and its power to incorporate all the conditions (parameters) involved in the problem. The problem was extended to water-glycerin and water-porous systems. It is experimentally proved that the theory works equally well for these extended cases. Forced convection over a horizontal plate and conjugate natural convection problems for various geometries have been investigated in a similar manner. Heat loss from a geothermal wall bore to surrounding rock formation is also studied.; 研究課題/領域番号:08650247, 研究期間(年度):1996 – 1998; 出典：研究課題「自然対流連成熱伝達問題に関する研究」課題番号08650247（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-08650247/086502471998kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
• DOI: 10.24517/00066124
• Source: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=59873&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
• Access Restrictions: 限定公開
• Rights (production): CC BY-NC-ND
• Related Material: https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=70272953; https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-08650247/; https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-08650247/086502471998kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA