異なる歯形構造を有する水平管内の凝縮熱伝達および圧力降下特性を研究し、異なる歯形構造による熱伝達強化のメカニズムを明らかにするため、外径8mmの熱交換管に関する実験を行い、凝縮熱伝達係数および管内圧力降下特性を分析した。結果は以下の通りである：質量流束密度の増加に伴い、試験管の凝縮熱伝達係数および管内圧力降下は増加した。一方、凝縮温度の上昇により両者は低下した。強化管の熱伝達係数は平滑管に比べて38.5％〜115.6％向上し、圧力降下は49％〜173％増加した。螺旋構造は管内で二次渦流を発生させ、熱伝達を効果的に向上させた。大きな歯高と小さな歯頂角は冷媒が歯先を通過する際により強い乱流を発生させた。歯数の増加は熱伝達面積を増加させた。単位圧力降下あたりの熱伝達係数を比較した結果、18°強化管が総合性能で最も優れていることが判明した。螺旋角は強化伝熱を促進する一方で圧力降下を大幅に増加させるため、強化構造を単純に大きくして熱伝達の向上を追求してはならない。異なる伝熱および圧力降下相関式を実験値と比較したところ、オリバー相関式は相関式内の有効レイノルズ数の重みを減らし、乱流の程度が結果に与える影響を調整しており、熱伝達係数の予測精度が良好であった。ヒロセはLockhart–Martinelliパラメータおよび二相圧力降下乗数を考慮し、圧力降下予測の精度を向上させ、平均絶対誤差はそれぞれ11.4％、18.2％であった。

歯形構造;R513A;凝縮熱伝達;圧力降下;相関式