Study on drop wise condensation by using functionalized heat transfer surface

機能化伝熱面を使用した滴状凝縮熱伝達に関する研究

小泉 安郎; 吉沢 翔太*

Koizumi, Yasuo; Yoshizawa, Shota*

圧力0.1MPaの条件で、水蒸気を用いて凝縮伝熱実験を行った。機能化伝熱面を用いて滴状凝縮熱伝達の向上化を調べた。伝熱面を金メッキとすることにより滴状凝縮が出現することを確認した。伝熱面を溝形状とすることにより機能化を図った。溝は矩形形状とし、溝深さ、溝頂部幅、溝底部幅はそれぞれ、2mm2mm2mm、3mm3mm3mm、および、2mm3mm2mmであった。溝付き伝熱面熱流束はいずれの場合も平面金メッキ伝熱面の場合の熱流束より向上した。溝形状が2mm2mm2mmの条件では溝の頂部と壁面が金メッキされている場合の熱伝達向上化が最も高く、向上化率は1.53であった。また、溝頂部幅を広くすることは伝熱面を平面に近付けることを意味し、熱伝達向上化への方向性としては適切ではないことが判明した。溝頂部を作り、また、溝窪みに凝縮水を集めたことで、溝頂部をより蒸気へさらす結果となり、熱伝達向上化へ繋がったと考えられる。

The enhancement of drop wise condensation heat transfer by functionalizing a heat transfer surface was examined for 0.1 MPa steam. A gold-plated surface was used to produce the drop wise condensation. Rectangular-grooved heat transfer surfaces were adopted to functionalize the heat transfer surface. The size of the grooves were 2 mm 2 mm 2 mm, 3 mm 3 mm 3 mm and 2 mm 3 mm 2 mm (depth top width bottom width), respectively. The heat flux of the grooved surface was larger than that of the plain gold-plated surface. When the groove size was 2 mm 2 mm 2 mm and the top parts and the walls of grooves were plated with gold, the heat transfer rate augmentation was highest; the augmentation rate was 1.53. Since to increase the width of the top part of the grooves tended to bring the quality of the surface structure close to the plain surface, it was not right direction. It was also implied that to make summits and troughs on the surface to collect condensate tended to expose the summit part to steam more, which might result in the heat transfer augmentation.