Sachio Sugiyama

A correctional calculation method for thermocouple measurements of temperatures in flames

Abstract A new correctional calculation method is proposed for measurements of temperature profiles in flames with a thermocouple. This method includes an iterative procedure of correcting a temperature profile with respect to conductive and radiative heat losses. Experiments were performed on hydrogen-air and town gas-air flames. Three different sized thermocouples (0.1, 0.3 and 0.5 mm in dia.) were introduced and the temperature profiles were measurred. The real temperature profiles were computed according to those data. The corrected profiles were in agreement with each other. Furthermore, the accuracy of this correctional method is discussed by taking into consideration the influence of several parameters on heat transfer.

Combustion of carbon particles generated from liquid hydrocarbon fuels

The burning rate of residual carbon particles generated from the spray combustion flame of heavy fuel oil droplets has been investigated experimentally. The rate of combustion of a single particle and of a cloud of particles, and the processes of their combustion, have been analysed by electronic computer; the actual particle temperature has been taken into account. The theoretical results agree with the experimental results in their trend (Figs. 7, 10).

Decarbonation of a Composite Sphere of Calcium Carbonate and Carbon Powders-Effects of Chemical Combustibility of Carbons

Decarbonation experiments of composite spheres of calciumcarbonate and carbon powders were carried out to rationalizesupplement of decarbonation heat by simultaneous combustionof carbon, and the effects of chemical combustibility ofcarbon on decarbonation rate were investigated. In experiments,three kinds of powders of charcoal, petroleum cokeand graphite were used as carbon sample. The betterchemically combustible carbon was observed to be the moreeffective at the relatively low heating temperature range,while the worse chemically combustible carbon, was moreeffective at the relatively high heating temperature range.

Thermal Cracking of Kerosene in Tubular Cracker

非接触管型熱分解炉を用い, 水蒸気を稀釈ガスとして灯油の熱分解実験を行ない。反応温度550～750℃, 稀釈率1.5～5.5g-steam/g-keroseneおよび滞留時間0.3sec以下の実験範囲内でつぎのような結論をえた。i) 本実験範囲内において, ガス化率およびエチレン収率はそれぞれ0.7g-gas/g-keroseneおよび0.3g-ethylene/g-keroseneを越え, ナフサにくらべてけっして劣らないエチレン収量を灯油からも期待できる。ii) 過酷な実験条件の場合をのぞいて, 反応を液成分の総括1次反応として取り扱った結果, 反応速度定数にをえた。k=7.9×107exp (-32×103/RT)iii) 反応管軸方向の管壁温度分布は反応の進行にかなりの影響を与えるが。本報告において導入された数値解式によりそれをほぼ妥当に見積ることができた。

Relation between Molecular Weight and Physical Properties of Homologous Series of Organic Liquids

有機液体の正化合物同族列の物性Pと分子量Mとの間に次の一般式が成立する。P=P0-Ap/M ; ここに P0 と Ap は各物性につき同族列によって決る定数である。表面張力σ, 誘電率D, 沸点蒸発熱H, および溶解度パラメーターδについていくつかの同族列に関し, 実測値とこの式で計算した値とはよく一致した。物性は次式を使用することにより屈折率 n の値からも計算すること ができる。P1=an+b, または log P2=a log (1.47-n)+log b ; ここに P1 はσ, D, H, δ, あるいは 3√ν/ρ (ν=音速, ρ=密度), P2 は粘度または kV(k=熱伝導度, V=分子容), aとbは各物性につき同族列によって決る定数である。

Atomization of Liquid by Paralell-flow Twin Fluid Nozzle

重油および水-蔗糖-メタノール溶液を使用し, 空気噴流による液体の微粒化について研究を行なった。抜山一棚沢, Bitronらの実験結果ともあわせ検討を行ない, 広範囲の微粒化条件に適用できる (たとえばVs=70m/sec～mach2) 体面積平均粒径の無次元実験式を得た。さらにQa/Ql<1500の領域では, 算術平均粒径の実験式をもとめ, 種々の微粒化条件による液適群のガンマ分布関数の係数を求めた。

Effective Thermal Conductivity of Pressurized Packed Bed

粒径の異なる鉄球・磁製球あわせて3種類の充填物について, 窒素および炭酸ガスを圧入した密閉充填層 (垂直円筒) の半径方向の伝熱を有効熱伝導度の形で実測し, 既報の理論式をもとに, 主として加圧充填層におけるガス輻射ならびに自然対流の影響を検討した。その結果本実験の範囲 (温度80～500℃;圧力10mmHg～21kg/cm2;充填物粒径2～9mm;充填層空隙率0.370～0.423) において, 次のような実験式をえた。〓ke, t0は接点伝導の項を無視して算出された静止充填層の理論有効熱伝導度 (ガス輻射の影響を含む) である。なおガス輻射の影饗は本実験範囲においては微少であった。

Heat Transfer in a Flowing, Absorbing-Emitting Medium

流れを伴う輻射吸収性流体の熱移動において, 二重管環状部を輻射吸収性流体が層流で流れている場合について, 流れと直角方向の温度分布を理論的に数値計算し, 試料として炭酸ガスを用いて実験を行ない出口混合平均温度を測定した。実験結果と理論計算結果とを比較検討し, さらに温度分布および壁との伝熱におよぼすN (伝導と輻射による伝熱量の比),(τ2-τ1)(光学的厚さ) およびNB0 (流体のエンタルピ量と輻射伝熱量との比) の影響について考察を行ない, 次のような結論を得た。ただし, 考察はN=0.015～0.091,(τ2-τ1) =0.35～1.67, NB0=5.5～41.2の本実験範囲で行なった。i) 出口混合平均温度の実験結果と数値解とは傾向的に良好な一致を示した。ii) 輻射吸収性流体においては, 輻射は熱移動を促進させ, また温度分布の形を変化させる。数値計算結果によると,(τ2-τ1) が大きくなると輻射伝熱量が増大すること, Nの値によって温度分布の形が変わることおよびNB0が小さくなるにつれて輻射の寄与が入口付近で大きく減衰することなどが認められた。

Effects of Axial Temperature Distribution of Reaction Tube Wall on Thermal Craking of Propane

炭化水素の熱分解炉における熱的影響,とくに管軸方向の温度分布とガス温度,反応収率などとの因果関係を見い出すために,比較的反応機構の明確なプロパンの熱分解反応を例として,反応進行に伴う各種物性値,滞留時間などの変化を考慮に入れつつ,一般的と思われる熱収支式を導き,これを電子計算機によって数値的に解いた。また反応管壁に数種の代表的な温度分布パターンを与えて実験を行ない,その結果と数値計算の結果を比較検討し,ほぼ次のような結論が得られた。i)管軸方向の温度分布が反応進行に大きな影響を与え, 特別の実験条件下にないかきり, 反応を等温系とみなすことも, 平均的代表温度でのみ表現することも困難である。ii) 実験結果と数値計算結果とほぼ妥当な傾向的一致を見ており, 本数値解法を実際に拡張すれば, 熱分解炉のより合理的な設計基準を得ること, とくに反応の選択性によっては一つの熱分解炉を操作条件いかんで, 多目的に使用することも可能となろう。

Simultaneous Heat and Mass Transfer in Porous Solids with Phase Change

蒸発, 昇華などの相変化が多孔質固体内で起こるとき, 一般には相変化点において相変化物質を含む固相と気相との間は非平衡にあると思われ, 局所相変化速度が考慮されねばならない, 本報では, まず相変化物質に水を用い, 内部表面積が種々異なる各試料について局所相変化速度を実測し, さらに減率第2段期間において乾燥実験を行なった。実験結果は, 局所相変化速度, 熱および物質移動の連立微分方程式の数値解とよく一致した。局所相変化速度が見かけの相変化速度に影響を及ぼすのは比較的低温度加熱域であり, 加熱温度の上昇とともに界面変化に類似するようになる。本解析法まmoving boundary problemにアナロジした前報の解析法を包含し, 広範囲の乾燥条件に対して適用しうるものである。