水平円柱内相変化物質の融解に及ぼす非均一熱伝達率の影響

Effect of non-uniform heat transfer coefficient on melting of phase change materials in horizontal circular cylinders

小木 浩通*; 椎名 保顕; 稲垣 照美*

Ogi, Hiromichi*; Shiina, Yasuaki; Inagaki, Terumi*

水平円柱表面の熱伝達率分布が円柱内固相の融解過程に及ぼす影響を数値解析及び実験より調べ、カプセル型潜熱蓄熱技術の熱設計への考察を加えた。数値解析は、一様流中で生じる非均一熱伝達率分布及びそれを平均した均一熱伝達率分布条件に対して行い、連成問題における円柱内レイリー数の評価方法を提案するとともに以下の結論を得た。融解に伴い円柱内レイリー数は増加するが、レイリー数が約1000以下では熱伝導が支配的となり、円柱の熱伝導率が小さい場合には、均一,非均一熱伝達率間の壁温,固相形状等の差は最も大きくなるが、その差は融解時間にしてたかだか10%程度である。円柱内レイリー数が増加すると、均一,非均一熱伝達率間による差は壁温,固相形状等を含めて減少する。また、円柱の熱伝導率が高い場合には内部レイリー数にかかわらず、均一,非均一熱伝達率の間の差は無視することができる。これらから、カプセル型潜熱蓄熱の熱設計において、カプセル寸法が大きく内部レイリー数が大きくなる場合には、均一熱伝達率を用いた解析により十分高い精度の熱設計を行うことができることを示した。

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