【目的】異なる実験条件下で、水平加熱区間における浮力が原因の超臨界二酸化炭素の密度層化現象が、その後の垂直上向き流動における熱交換に与える影響を調査した。 【方法】水平-垂直L字型屈曲管内の加熱流動実験を実施した。 【結果】実験結果は、水平-垂直L字型屈曲管内に2種類の特徴的な「非対称熱伝達劣化」現象が発生することを示した。一つは劣化度の非対称性、もう一つは劣化位置の非対称性である。研究により、劣化度の非対称性は水平区間の連続する温度層化により断面積での質量流量の不均一さに起因し、一方、劣化位置の非対称性は高温高熱流条件下で内側境界層が早期に劣化条件に達することによると明らかになった。 【結論】本研究はL字型管内の浮力と流れ方向転換の結合効果を解明し、関連する熱交換装置の設計に実験的根拠を提供する。

超臨界二酸化炭素;対流熱伝達;L字型管;伝熱