伝熱工学

沸騰のメカニズムから伝熱の特性式を解説します。

1934年に抜山は、水を満たしたビーカ中に金属細線を張り、細線まわりに生じる沸騰現象の観察、測定を行いました。そして、細線の表面熱流束を通電加熱量から、また細線の温度を予め検定した細線の抵抗値から求め、熱流束を縦軸、伝熱面過熱度\を横軸にとってプロットすると、図のような曲線を描くことを初めて明らかにしました。この曲線を「沸騰曲線」または「抜山曲線」と呼びます。

液体が期待に変化する現象を一般に蒸発（Evaporation）と呼びます。この蒸発のうち、とくに液中で蒸発が生じる現象を沸騰（Boiling）と称します。この沸騰現象は、なべややかんでお湯を沸かす場合など、我々のごく身近で見られる現象であり、沸騰のメカニズムは意外に複雑です。

垂直な加熱平板に沿う自然対流は、平板の前縁付近では層流となるが、下流に行くと乱流へ遷移します。この遷移の条件は最近の研究によればグラスホフ数によって決定されます。グラスホフ数が一定値以上であれば乱流となります。本稿では、この乱流域の流動、伝熱について論じます

一般に自然対流の局所ヌセルト数\(Nu_x=(=\frac{h\cdot x}{\lambda})\)は、つぎのようにレイリー数\(Ra_x\)または修正レイリー数\(Ra_x ^\ast\)の関数として表されます。 　等温壁の局所ヌセルト...

自然対流を支配する無次元パラメータを明らかにするために、運動量式およびエネルギー式を代表長さ、速度および温度差を用いて無次元化してみます。

垂直な加熱平板に沿う自然対流の基礎方程式である運動量式とエネルギー式を導出します。