空気調和・衛生工学会 論文集
Online ISSN : 2424-0486
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8 巻 , 22 号
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  • 原稿種別: 表紙
    1983 年 8 巻 22 号 p. Cover1-
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
  • 原稿種別: 表紙
    1983 年 8 巻 22 号 p. Cover2-
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
  • 原稿種別: 目次
    1983 年 8 巻 22 号 p. Toc1-
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
  • 原稿種別: 付録等
    1983 年 8 巻 22 号 p. App1-
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
  • 原稿種別: 付録等
    1983 年 8 巻 22 号 p. App2-
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
  • 呉 厚圭
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 1-11
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    冷凍および空調機器において重要な部分の一つが凝縮器であり,省エネルギを考慮した凝縮器の設計には,正確な熱伝達ならびに圧力損失に関するデータが必要である.本研究はR113が垂直管内で凝縮するときの圧力損失と熱伝達に関するもので,実験装置は冷媒強制循環用ポンプ・全凝縮器・受液器・冷媒蒸発器・蒸気過熱器およびテストセクションからなる冷媒ループと,冷却水ループ(試験区間,全凝縮器,液過冷却器のそれぞれの冷却水ループ)によって構成されている.テストセクションには,熱伝達および圧力降下測定用(内径12.7mm)と流動様式測定用(内径6mm),ならびに全般的流れの観測用(内径12.7mm)の3種を用いている.実験条件は,圧力降下と熱伝達に関しては冷媒の質量速度153〜194kg/(m^2・s),乾き度1〜0.2,液膜レイノルズ数400〜3000,圧力100〜113kPaの範囲で行い,流動様式に対しては質量速度300〜600kg/(m^2・s),乾き度1〜0の範囲である.まず,本報では流動様式と圧力損失の実験結果について検討し,次の結論を得た.1)完全凝縮の場合,写真および目視観察による主な流動様式は,環状流,フロス・スラグ流,プラグ流であり,このような流動様式の実測によって冷媒の垂直管内凝縮における物理的現象の理解を高めた.2)これまで報告されている種々の流動様式地図のうち,気液二相の垂直下向流に対するOshinowoらのものが最も本実験データとの適合性が高い.しかしながら,詳細な検討には流動様式の分類および遷移域などに関するさらに多くの実験が必要である.3)Lockhart-Martinelliのパラメータを用いた垂直管内凝縮における局所摩擦圧力降下の予測式を提案した.
  • 呉 厚圭
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 13-23
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    純粋蒸気の管内凝縮は各種工業の熱交換器に幅広く現れる現象で,1916年,Nusseltによる静止蒸気の凝縮に関する理論解析以来,多くの研究がなされた.しかしながら,剪(せん)断力の影響が無視できない高速蒸気流に関する研究は比較的新しい分野であり,近年,冷凍・空調工業ばかりでなく,原子力・航空工業などにおいても取り上げるべき重要な問題とされている.しかし,管内乱流凝縮熱伝達現象の理論的な解明は難しく,多くの場合,経験式に頼っているが,これまでの経験式は熱伝達因子を正確に記述しているとは言い難く,その計算方法も簡便ではないものが多い.また,垂直管内凝縮に対する報告データも少なく,さらに精力的な研究が要望されている.本報は,R113の純粋蒸気が,内径12.7mm,凝縮管長2160mmの垂直銅管内で凝縮するときの熱伝達率を検討したものであり,実験範囲は,冷媒質量速度が153〜194kg/(m^2・s),液膜レイノルズ数400〜3000,乾き度1〜0.2までである.得られた実験結果を従来の予測式と比較・検討した.また,Steinらの速度分布,液膜に対するレイノルズアナロジ,摩擦圧力降下に対する本実験データを用いたLockhart-Martinellのパラメータによる垂直管内環状流凝縮に対する熱伝達率予測式を提案した.さらに,乾き度と液膜レイノルズ数から,熱伝達率と摩擦圧力降下を推定するノモグラフを示した.
  • 斎藤 健二
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 25-39
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    太陽熱給湯システムに関する一部の実験結果を基に,集熱配管系の熱損失について,保温性能・集熱ポンプ流量からの検討を加えた.さらに,各種ポンプ流量・熱交換器移動単位数・給湯負荷パターンといった諸因子が,システム効率に対してどのような因果関係をもつものかを考察し,併せてシミュレーションによる比較・検討を試みた.その結果,システム効率の向上において効果的なこととして,集熱配管系は小管径で設計すること,蓄熱槽の温度成層状態を破壊しないこと,給湯負荷パターンは集熱量のパターンと近似させること,などが結論付けられた.
  • 内藤 和夫, 水野 稔, 漆崎 昇
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 41-49
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    凹凸面は,平たん面と比較して伝熱上の特性を異にすることから,建物と地面から成る凹凸が都市気温の特異性の形成の1要因として挙げられている.しかし,他の因子との相対的な重要性は不明であった.本研究では凹凸モデルとして二次元直角キャビティを用い,数値計算によって都市気温形成に関し,凹凸面の効果と他の因子のそれを比較した.計算モデルは都市気温を直接求めるものではないが,ふく射を重視した地表面熱収支式であり,地表面と大気の間の顕熱移動量の比較から,厚いコンクリート壁をもつビルによる都市の凹凸化は,都市気温形成にとって重要な因子であることを推論した.
  • 内藤 和夫, 水野 稔, 内山 和哉
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 51-59
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    建物を想定した均一直方体群を,水平面上に規則正しく配列することによって作られる凹凸面の各壁面が任意の吸収率分布をもつとき,ふく射に対する凹凸面全面の吸収特性を推定する近似的方法の考察を行った.その結果,一次吸収量だけ正確に求めれば,相互反射の結果生じる残りの高次吸収量に対しては,壁面の平均吸収率をもつ均一吸収率からなる凹凸面として推定する方法が,ほぼ妥当な近似値を与えることがわかった.後者の値は,前報までに示した諸線図から容易に推定することができる.この方法は,より複雑な形状の凹凸に対しても,ある程度正確な推定値を与えることが予想される.
  • 吉川 [アキラ], 加賀 昭和
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 61-70
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    建物やトンネルでの火災時に発生する煙や,トンネル掘削時の発破による粉じんに対する対策の一つとして,放電線を利用して消煙あるいは集じんする方式が考えられている.この方法は,室あるいはトンネル内に設けた放電線からのコロナ放電によって荷電した粒子を,室あるいはトンネルの内壁面に直接集じんしようとするものである.ここでは,その最も簡単な場合として,廊下あるいはトンネルを模擬した長方形断面をもった二次元形状に対して,中央部天井近くに放電線を配した場合について消煙実験を行い,簡単な仮定によって導出したモデルによる計算結果と比較した.実験用チャンバは,幅90cm,高さ180cm,長さ270cmの木製の箱で,天井部分の中央に長さ220cm,直径0.5mmのステンレス鋼線を配置し,放電線とした.ハエ取り線香の煙をチャンバ内の濁度が0.92m^<-1>になるまで満たした後,負の直流高圧を印加し,濁度の減少と放電電流の時間変化を測定した.実験は,放電線の天井からの距離が15cm,30cm,45cmの3通り,設定電流(無負荷時の放電電流)が10μA,35μA,120μAの3通りの計9通りの条件で行った.その結果,次のようなことが明らかとなった.1) チャンバ内の煙は,電圧印加後数分の間に完全に消煙される.2) 設定電流が大きいほど消煙速度は大きいが,放電線位置を変えても消煙速度はほとんど変化しない.したがって,放電線位置を天井に近づけたほうが,低い印加電圧で同じ消煙効果が得られる.次に,消煙機構の理論的な検討を行った.室内を完全混合と仮定して,煙濃度の減少速度と煙粒子の荷電速度を表す微分方程式を導き,次の2通りの仮定に基づいた計算を行った.(1) チャンバ内の煙粒子電荷密度を一定とした計算煙粒子への荷電が進行してチャンバ内の電荷密度が上昇すると,放電電流が抑制されるので電荷密度には最大値が存在する.この値は,境界条件を近似的に満たすポアソン方程式の解を得ることによって解析的に求められる.消煙の全過程を通して,チャンバ内の電荷密度がこの最大値に一致するものと仮定すれば,消煙速度は一定になり,煙濃度の変化は時間の一次式で表される.煙濃度が初期値の1/2になるのに要する時間をこの仮定の下で計算し,実測値と比較した.計算値と実測値には2倍程度の差があるが,消煙速度が設定電流のみに依存し,放電線位置に関係しないという特徴は正確に表現されている.(2) 荷電速度を考慮した計算消煙過程をより正確に記述するためには,荷電速度の式をも考慮して,煙粒子の電荷密度を時間の関数として表した解析が必要となる.ここでは,煙粒子電荷密度が0の場合のチャンバ内の電界とイオン濃度を,ポアソン方程式とイオン流の連続式とから数値計算によって求め,前述の煙粒子電荷密度が最大値をとり,イオン濃度が0となる場合の解との間で線型補間することによって,任意の電荷密度における消煙速度と荷電速度を与えた,この方法によって,煙濃度と放電電流の時間変化曲線が実測値に近い形で再現できた.また,煙粒子電荷密度の時間変化の計算値は実測値とほぼ一致したものが得られた.最後に,チャンバ内の空気の混合強さが消煙速度に与える影響を実験的に検討した結果,混合度が大きいほうが設定電流の影響が強く現れ,設定電流が大きい場合は消煙速度はより大きく,設定電流が小さい場合は消煙速度はより小さくなる傾向がみられた.
  • 福原 驍, 辻 克彦, 林 太郎
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 71-78
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    多孔管またはスロットによる一様吐出しの基礎資料を得るために,前報では断面積が一様な直円管の壁に2個の孔を設け,その孔と孔とのピッチを変化させることによって流れの相互干渉を調べた.その結果,孔のピッチが短くなると,上流側および下流側吐出し口とも,分岐損失係数に影響を及ぼすことがわかった.今回は,円管の壁に3個の孔を比較的短いピッチで設けた場合について,吐出し口ピッチが流れにどのように影響を及ぼすかを実験的に調べ,さらに孔を1個および2個設けた場合の結果と比較・検討した.
  • 根津 浩一郎, 下田 學, 井口 光雄
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 79-87
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    工場廃熱やごみ焼却施設廃熱の地域利用は,省エネルギおよび代替エネルギに大きく寄与するが,その推進にあたっては,廃熱実態や利用実態など廃熱に関する基本情報を整備することが不可欠である.そこで,本論文では,工場廃熱やごみ焼却施設廃熱に関する全国調査の結果に基づいて,これらの諸点を明らかにする.第1報では,熱管理指定工場を取り上げ,実態調査データに基づいて,工場廃熱の賦存量および利用可能量を算定する.
  • 相場 眞也, 土田 一
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 89-95
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    管群の性能向上を図るため,ピラミッド形の三次元粗さを有する場合の伝熱特性について,実験的に検討を加えた.粗さ高さ,円管間隔および円管配列様式を変え,上流側から第2列めの円管回りの熱伝達率を測定した.レイノルズ数Reの範囲は1.2×10^4〜8.0×10^4である.その結果,伝熱特性がRe=4.5×10^4近傍で,粗さ高さ,間隔,配列によらず変化し,このレイノルズ数以上では,平滑管で構成される管群に比較して平均熱伝達率が20〜45%程度促進されることを明らかにした.また,円管背面のはく離域における熱伝達率は,粗さ高さにはほとんど影響されないことなどを見いだした.
  • 嵩 哲夫, 藤井 清美
    原稿種別: 本文
    1983 年 8 巻 22 号 p. 97-112
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
    ジャーナル フリー
    枝管入口端に丸みを有する二次元分岐管内の層流における流動機構,特にエネルギ損失の機構を,レイノルズ数R_<1h>が200以下の場合に対して数値的に研究した.表-1に示すような,分岐角度θ_0と面積比mが異なる6種類の分岐管を研究の対象とした.これらの分岐管は,枝管入口上流端ないしは枝管入口上流および下流端に丸みを有するが,前者をwr,後者をwrrと名付ける.また,枝管入口の上流および下流端のいずれにも丸みを有していない分岐管をworと名付け,この場合についても流動機構とエネルギ損失機構を研究した.得られた結果を要約すれば,次のとおりである.1)流線,渦度,速度,ベルヌーイ和,圧力,法線粘性応力およびずり応力,および仕事-エネルギ方程式各項などの物理量を,R_<1h>が70で流量比Q_2/Q_1が0.4の場合の各分岐管に対して求めた.また,2)wr,θ_0=90°でm=1.0の場合に対しては,R_<1h>=20または200でQ_2/Q_1=0.4の場合,およびR_<1h>=70でQ_2/Q_1=0.2または0.8の場合に対しても物理量を求めた.3)仕事-エネルギ方程式各項を断面を横切って積分し,その流路に沿っての変化から流動機構を考察した.4)θ_0,m,R_<1h>およびQ_2/Q_1が変化した場合のwr,wrrおよびworに対するエネルギ損失を検討するため,式(14)および(15)によって新たに定義された枝流および主流におけるエネルギ損失,(ΔDE)_<ml>および(ΔDE)_<st>が計算され,得られた結果を基礎としてエネルギ損失の機構が検討された.5)枝管入口端に付与した丸みがエネルギ損失に及ぼす影響を知るため,式(19)から(22)までによって定義されるworとwrまたはworとwrrの間の枝流または主流におけるエネルギ損失の低減の程度を示す特性量,Δml_r,Δst_r,Δml_<rr>およびΔSt_<rr>を求めた.その結果によると,一般に,これら特性量はR_<1h>が一定であればθ_0,mおよびQ_2/Q_1が増加するほど増大し,また,Q_2/Q_1が一定であればR_<1h>の増加とともに減少する.さらに,R_<1h>が一定の場合,Δml_<rr>とΔml_rはQ_2/Q_1の値が同一であればほぼ同一であるが,Δst_<rr>はQ_2/Q_1が小さいときはΔst_rより若干大きい値となることがわかった.
  • 原稿種別: 付録等
    1983 年 8 巻 22 号 p. App3-
    発行日: 1983/06/25
    公開日: 2017/09/05
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