新潟大学工学部建設学科建築学コース 卒業論文梗概 平成１９年度 数値流体解析による住宅用調理レンジ上の気流分布に関する研究 Ｔ０４Ｋ７３３Ｄ 山田奈津子 指導教員 赤林伸一教授 １ 研究目的 2.2 解析方法：表１に解析 case を示す。解析には汎用 近年、全電化住宅の普及が進みＩＨレンジが一般家庭 流体解析ソフト(STREAM)を用いる。フードの排気風量を で広く用いられるようになってきた。ＩＨレンジとガス 変化させた場合の流れ場を標準ｋ - εモデルにより解析 レンジでは炎による高温部の有無などの違いにより、レ する。コンロ稼動時のレンジ上の流れ場、温度場をＣＦ ンジ上の流速、温度分布が異なると考えられる。従って Ｄ解析により求め、トレーサーガス拡散解析により鍋で 厨房の快適な空気環境を実現するためには、これらの特 発生する汚染質濃度を明らかにする。更に、実験により 性の違いによるレンジ周辺の空気環境を明らかにし、適 得られた廃気捕集率と比較検討を行なう。解析による廃 切な厨房設計が行われる必要がある。また、多様な住宅 気捕集率は式(1)で算出する。 用調理レンジの配置パターンにおいて、ガスレンジ、Ｉ Ｈレンジが室内空気環境へ及ぼす影響を検討する際、実 廃気捕集率 ＝ ダクト吸込口の平均濃度[g/㎥] [％] 全捕集時の濃度[g/㎥] ×100 (1) 験に比べ比較的容易に空気環境の予測ができる数値流体 ３ 解析結果 解析を用いることは有効である。 3.1 温度・気流分布：図４にフードなしの時の鍋中央断 本研究では、数値流体解析によりフードの排気風量を 面の温度分布を示す。ＩＨレンジに比較してガスレンジ 変化させた場合のレンジ上の熱上昇流の解析及び廃気捕 は上昇気流の温度が相対的に高い。これはガスレンジに 集率を算出し、昨年までの実験による結果との比較を行 は炎による高温部が存在するためである。図５に代表的 ない、数値解析の精度の検証を行い、更にＩＨレンジと な case のＩＨレンジ上の流速ベクトルを示す。case1-1 ガスレンジの相違を明らかにすることを目的とする。 (排気風量 100[m3/h])ではフードの両側面及び前面でフー ２ 研究概要 ドから外に漏れる気流が見られる。c a s e 1 - 2 ( 排気風量 2.1 解析対象： ：図１に解析対象の概要を示す。排気は排 150[m 3/h])ではフードから外に漏れる気流はほとんど見 気フードから行なう。図２にレンジ上面を、図３に鍋と られない。図６に代表的な c a s e のガスレンジ上の流速 レンジの概要を示す。レンジ上には鍋を２つ配置し、ガ ベクトルを示す。case2-1(排気風量 100[m3/h])、case2- スレンジでは炎の温度をレンジ上から鍋底まで 5 0 0 、 2(排気風量 150[m3/h])では共にフードから外に漏れる気 流がある。ＩＨレンジ、ガスレンジ共に 100[m3/h]では十 700、1500［℃］として与える。 排気フード 600 270 ④⑤ 断面②(ダクト中央） 200 排気ダクト 200 断面① (鍋中央) 210 200 左鍋 右鍋 130 180 180 600 排気ダクト 600 排気フード 50 200 110 200 50 レンジ台 図２．レンジ上面 4510 左鍋 100 分な排気風量とならない。またガスレンジで排気風量 150[m3/h]の場合にもフード下から漏れる気流が見られる のは、ガスレンジの上昇気流速度がＩＨレンジよりも速 いためであり、ガスレンジでＩＨレンジと同程度の捕集 率を実現するためには、ＩＨレンジよりも多くの排気風 量が必要である。 右鍋 200 700 600 600 2250 表１ 解析 case 200 鍋 (１)ＩＨレンジ 800 レンジ台 ② 左鍋 ①③ 900 2700 (１)前面 右鍋 200 600 1440 100 1500℃ 700℃ 27 500℃ 炎の詳細 200 (２)側面 ※ 図 中 の①∼③は 流 入 面 、 ④ ⑤は 流 出 面 を 示 す 。 （２）ガスレンジ 図１ . 解析対象の概要 （単位：mm） 図３．鍋とレンジの概要 ＩＨ case1-1 case1-2 case1-3 case1-4 case1-5 case1-6 case1-7 case1-8 case1-9 case1-10 解析種類 気流解析 気流解析 気流解析 気流解析 気流解析 濃度解析 濃度解析 濃度解析 濃度解析 濃度解析 フード排気風量 ガス 100[㎥/h] case2-1 150[㎥/h] case2-2 200[㎥/h] case2-3 300[㎥/h] case2-4 フードなし case2-5 100[㎥/h] case2-6 150[㎥/h] case2-7 200[㎥/h] case2-8 300[㎥/h] case2-9 フードなし case2-10 解析種類 気流解析 気流解析 気流解析 気流解析 気流解析 濃度解析 濃度解析 濃度解析 濃度解析 濃度解析 フード排気風量 100[㎥/h] 150[㎥/h] 200[㎥/h] 300[㎥/h] フードなし 100[㎥/h] 150[㎥/h] 200[㎥/h] 300[㎥/h] フードなし ߪޔ㧵㧴ࡦࠫࠃࠅ߽ᄙߊߩឃ᳇㘑㊂߇ᔅⷐߢࠆޕ ᳪᨴ⾰ỚᐲಽᏓ㧦࿑㧣ߦ㍿ౝㇱߢ⊒↢ߐߖߚ࠻ ⸃ᨆ୯ߪࠃߊ৻⥌ߒߡࠆޕ ࠨࠟࠬߩฦ㋦⋥ᢿ㕙ߩᳪᨴ⾰ỚᐲಽᏓ㧔ឃ᳇㘑㊂ = O J ?㧕ࠍޔ࿑㧤ߦฦო╬ߩ㕙ߩᳪᨴ⾰ỚᐲಽᏓ Ԙ㧵㧴ࡦࠫߣᲧߴࠆߣࠟࠬࡦࠫߪ᳇ᵹ߇㜞᷷ߦ ߣ߹ޓ ߥࠆߪࠫࡦࠬࠟߚߩߎޕ᳇ᵹߩᵹㅦ߇㧵㧴 ឃ᳇㘑㊂ = O J ? ࠍ␜ߔޕ࿑ౝߩᢙ୯ߪᑄ᳇㓸 ࡦࠫࠃࠅ߽ᄢ߈ߊߚ߹ޔᵹࠇ߇ੂࠇߡࠆޕ ₸ 㧑ߩᤨߩỚᐲߦኻߔࠆቶౝߩᳪᨴ⾰Ớᐲࠍ␜ߔ ޕԙ㧵㧴ࡦࠫߢߪᳪᨴ⾰ߪߔࠆ㓙ო㕙ߦઃ⌕ߒߡ ECUG 㧵㧴ࡦࠫ ߣ ECUG ࠟࠬࡦࠫ ࠍᲧセ ߊะ߇ࠆࠄ߆࠼ࡈߪߢࠫࡦࠬࠟޕṳࠇߚᳪ ߔࠆߣ㧵㧴ࡦࠫߢߪࡈ࠼ᄖߦṳࠇࠆᳪᨴ⾰߇ࠄࠇ ᨴ⾰߇ࡈ࠼㕙ߦઃ⌕ߒࠫࡦޔㄝߦᢔߒߡ ߥߩߦኻߒߚߞߦ࠼ࡈߪߢࠫࡦࠬࠟޔᳪᨴ⾰߇ ߊะ߇ࠆޕ ࡈ࠼㕙߮೨㕙߆ࠄṳࠇߡⓨ᳇ਛߦᢔߒ࠼ࡈޔ ㄝߦ߇ߞߡࠆޕ ࠫࡦޓ⢛㕙߿ᄤ㕙ߦߪߤߜࠄߩࡦ߽ࠫᳪᨴ⾰߇ ᢔߒߡࠆ߇࠼ࡈޔਅߩㇱಽߢߪࠟࠬࡦࠫߦᲧߴ㧵 㧴ࡦࠫߩᣇ߇ᳪᨴ⾰߇ᐢ▸࿐ߦࠎߢࠆޕ ޓᑄ᳇㓸₸㧦࿑㧥ߦታ㛎ߣ⸃ᨆߩᑄ᳇㓸₸ߩᲧ セࠍ␜ߔޕ㧵㧴ࡦࠫߢߪឃ᳇㘑㊂ = O J ? ߢታ㛎 ߣ⸃ᨆߦᏅ߇ࠆ߇ޔឃ᳇㘑㊂ = O J ? ߣឃ᳇㘑㊂ Ԛ 㨪 㧑ߩᑄ᳇㓸₸ࠍᓧࠆߚߩឃ᳇㘑㊂ߪࠟࠬ ࡦࠫࠃࠅ߽㧵㧴ࡦࠫߩᣇ߇ዋߥߊޔᑄ᳇㓸₸ ߪឃ᳇㘑㊂ =OJ? ߢ㧵㧴ࡦࠫߦࠫࡦࠬࠟޔ ⚂ 㧑ߣߥࠆߪࠇߎޕታ㛎ߣหߓะࠍ␜ߔޓޓޕ = O J ? ߢߪ߶߷ห╬ߢࠆߪࠫࡦࠬࠟޕታ㛎߽⸃ ᨆ߽߶߷৻ቯߩഀวߢᑄ᳇㓸₸߇Ⴧടߔࠆޕታ㛎୯ߣ ᢿ㕙Ԙ ᢿ㕙ԙ ᢿ㕙Ԙ ᢿ㕙ԙ ECUG +* ࡦࠫ ޓޓޓޓޓECUG ࠟࠬࡦࠫ ࿑㧣ฦ㋦⋥ᢿ㕙ߩᳪᨴ⾰ỚᐲಽᏓ 㧔ឃ᳇㘑㊂ =OJ?㧕 ECUG 㧵㧴 ECUG ࠟࠬ ࿑㧠ߩᤨߩߒߥ࠼ࡈޓ㍿ਛᄩᢿ㕙ߩ᷷ᐲಽᏓ 㧔㧕ECUG +* ࡦࠫ ޓޓECUG ࠟࠬࡦࠫ ࿑㧤ޓฦო╬ߩ㕙ߩᳪᨴ⾰ỚᐲಽᏓ 㧔ឃ᳇㘑㊂ =OJ?㧕 ECUG ឃ᳇㘑㊂ =OJ? ECUG ឃ᳇㘑㊂ =OJ? ࿑㧡ޓઍ⊛ߥ ECUG ߩ㧵㧴ࡦࠫߩᵹㅦࡌࠢ࠻࡞ ECUG ឃ᳇㘑㊂ =OJ? ECUG ឃ᳇㘑㊂ =OJ? ࿑㧢ޓઍ⊛ߥ ECUG ߩࠟࠬࡦࠫߩᵹㅦࡌࠢ࠻࡞ ࿑㧥ޓታ㛎ߣ⸃ᨆߩᑄ᳇㓸₸ߩᲧセ
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