スターリングサイクル機器用再生器の研究
Regenerator for Stirling Cycle Machines
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日本機械学会論文集 (Trans. Jpn. Soc.
Mech. Eng.)，64-624, B(1998). 再生器マトリックス中の圧力損失および流速分布に及ぼす出入口面積の影響 山 下 巌 ， 浜 口 和 洋（明星大学理工学部） Effect
of Entrance and Exit Areas on the Pressure Drop and Velocity Distribution in
Regenerator Matrix Iwao
YAMASHITA and Kazuhiro HAMAGUCHI (Meisei University) 再生器の入口面積および出口面積がスターリングサイクル機器用再生器マトリックスとして最も一般的な積層金網中の流速分布に及ぼす影響を調べるため，メッシュ数，流量，入口面積，出口面積，積層厚さを変化させ，圧力損失と出口流速分布を測定した。実験結果から，流速分布の均一性の指標として導入した有効面積比は，メッシュ数とレイノルズ数によらず，出入口面積と積層厚さに依存することが分かった。一方，軸方向と半径方向の摩擦係数の測定により摩擦係数は等方的であることを確認し，この結果に基づき，簡単な理論的な流れモデルを導いた。このモデルによる計算は，実験と良く一致する有効面積比と流速分布を与えた。 キーワード：熱交換器，スターリングエンジン，粘性流，再生器，圧力損失，積層金網，流速分布，スモークワイヤー法，摩擦係数，ダルシーの法則 |
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In order to examine the effect of entrance
and exit areas on the velocity distribution in the stacked wire gauzes which
are the most familiar regenerator matrices of Stirling cycle machines, the
pressure drop across it and the velocity distribution at its exit have been
measured for different mesh numbers, flow rates, entrance areas, exit areas
and stack thicknesses. The results show that the effective flow area ratio
which is an index for the uniformity of the velocity distribution is
independent of the mesh number and the Reynolds number but dependent on the
entrance and exit areas and the stack thickness. In addition, a simple
theoretical flow model has been led based on the isotropy of the friction
factor which is confirmed by the measurement of axial and radial friction
factors. The calculation using this model brings such an effective flow area
ratio and a velocity distribution as agree well with experimental ones. Key
words : Heat
Exchanger, Stirling Engine, Viscous Flow, Regenerator, Pressure Drop, Stacked
Wire Gauzes, Velocity Distribution, Smoke Wire Method, Friction Factor,
Darcy's Law |