下向き凝縮面の伝熱促進に関する研究 : 凝縮面を傾斜させた場合の実験結果

Experiments were perfomed to study the effect of surface inclination on condensation heat transfer from downward-facing horizontal surfaces. A smooth surface and two low-finned surfaces with a length of 50mm were tested for condensation of R-113. The angle of inclination from the horizontal φ ranged from 0 to 90 deg. For the smooth surface, the heat tranfer coefficient α first decreased with the increasing of φ, then took a minimum near 5 deg, and then increased monotonically with further increasing φ. For the low-finned surfaces, α increased sharply with φ in the range of 0 to 30 deg, and then increased moderately with further increasing φ. The heat tranpfer coefficient for the better performing finned surface was 2.5, 9 and 12 times the smooth surface value for φ=0, 10 and 90 deg., respectively.

電子素子の発熱密度の増大にともない、高性能の冷却法として浸漬冷却に対する関心が高まり、研究が盛んになっている。この冷却法では、発生蒸気を凝縮させるための凝縮器が必要となる。その形式として種々のものが検討されているが、容器の上面または側面を凝縮器として使用するものが最も簡便な方式であると考えられる。著者らはさきに下向き水平凝縮面下部に蒸気空間が存在する場合および凝縮面が液中に浸漬されている場合の熱伝達特性とその促進法について実験的に検討し、多孔質排液板を取付けたフィン付き面を使用することによって熱伝達が平滑面に比べて大幅に促進されることを見いだした。これは、フィン間溝部に充満した凝縮液が毛細管力によって効率良く多孔質排液板へ引き込まれ、フィン頂部が高性能の凝縮面として働くためである。同様の排液効果は伝熱面を傾斜させ、重力を利用することによっても期待できる。本報では平滑面と2種類のローフィン付き面をとりあげ、下向き面上の凝縮熱伝達に及ぼす伝熱面傾斜角の影響を冷媒R113を用いて実験的に検討する。

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