Thermophoretic deposition of aerosol particles in a heat-exchange pipe

熱交換器内のエアロゾル粒子の熱沈着現象

西尾 軍治; 木谷 進; 高橋 和宏*

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高温ガス炉の冷却ガス中にカーボンダストエアロゾルが存在すれば、熱交換器内で熱流にのって高温側から低温側に熱泳動し、鋼材を浸炭させる。この現象を解明するため、化学分析が容易なNaOエアロゾルを用いて熱沈着実験を実施した。実験は、Ar気流中で加熱した金属Na蒸気に空気を混入、燃焼したNaOエアロゾルを含む混合ガスを再び加熱、模擬ガラス製熱交換器に導入した。管璧の沈着量は、交換器内管を適当な長さに切断、気流中のエアロゾルは、炉紙で採集、両試料とも洗滌後原子吸光分析法により、そのナトリウム量を定量した。温度勾配がない場合、エアロゾル粒子は、層流領域で拡散と沈降による沈着が、乱流領域では、渦拡散による沈着が支配的である。熱交換器内の貝掛の沈着率からこれらの沈着率を差引いて熱沈着率を求めた。熱交換器の伝熱と熱泳動の理論を考慮したエアロゾル粒子の沈着挙動の解析は、実験により求めた沈着とよく一致することが判明した。

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