Consideration of Baffle cooling scheme

バッフル冷却について
T. Sekiguchi
Water flow
冷却方法
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外側を水冷する.
10本のパイプをシリーズに取り付ける。
2kWの発熱。
熱伝達係数：下表参照。
流量(l/min)
10mmf SUS
pipe
1
5
10
流速(m/s)
0.213
1.07
2.13
水のDT(℃)
28.7
5.7
2.9
レイノルズ数
2490
12460
24910
熱伝達係数(W/m2/K)
950
2250
10300
配管による水の圧力損失
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L=1600mm
パイプ間の距離=2p×200/10=125.6mm
ストレート管部分とU字管部分。
d=10mm
U字管の曲率半径rは62.8mm。
流量1,5,10 l/minの場合で計算。
r=62.8mm
直管(d=10mm, L=1600mm)の圧力損失
 DP=r ∙ l ∙ L/d ∙ v2/2 (r：密度, l：管摩擦係数, v：流速)
q=180°
 l=64/Re (層流) and 0.316 Re-1/4 (乱流)
U字管部の圧力損失
 DP=r ∙ z ∙ v2/2 (z：損失係数)
 z=0.00515 ∙ a ∙ q ∙ Re-0.2 ∙(r/d)0.9 (a=1+5.06 ∙(r/d)-4.52 ~1.0 ：q=180degの場合)
 z=0.00431 ∙ a ∙ q ∙ Re-0.17∙(r/d)0.84
圧力損失合計
直管(10本)
U字管(9本)
合計
– ~0.02気圧(1 l/min)
DP (Pa) z
DP (Pa) DP (Pa)
l
– ~0.31気圧(5 l/min) 流量(l/min) Re
– ~1.04気圧(10 l/min) 1(層流)
2490
0.0257 93
1.01 22.8
1140
1(乱流)
2490
0.0447
162
1.01
22.8
1830
5
12460
0.0299
2730
0.735 419
31070
10
24910
0.0252
9120
0.650 1470
104430

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