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流動沸騰定常・過渡限界熱流束に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K05828
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関神戸大学

研究代表者

福田 勝哉  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (10127417)

研究分担者 劉 秋生  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (80294263)
柴原 誠  神戸大学, 海事科学研究科, 特命助教 (70628859)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード定常限界熱流束 / 過渡限界熱流束 / 円管内流動沸騰 / 流動沸騰開始条件 / 強制流動熱伝達 / 過渡沸騰 / 定常沸騰 / 沸騰開始 / サブクール度 / ミニチャンネル / 指数関数状発熱率 / 円管
研究成果の概要

円管発熱体を用い種々の速度で変化する指数関数状発熱率を与え、円管内径、肉厚、有効長さ、流速、系圧力およびサブクール度を変え、管内流動沸騰定常・過渡CHFを系統的に求めた。流動沸騰定常・過渡 CHF 表示式を提案した。さらに、管内における高流速水流動沸騰において、流動沸騰開始条件を系統的に求め、新たにウェーブレット等の音響解析手法を導入することにより、沸騰開始条件を特定して、沸騰開始条件の実験相関式を提案した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Boiling incipience of subcooled water flowing in a narrow tube using wavelet analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata, Suguru Masuzaki
    • 雑誌名

      Applied Thermal Engineering

      巻: 132, 5 ページ: 595-604

    • DOI

      10.1016/j.applthermaleng.2017.12.110

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of forced convective heat transfer and critical heat flux for subcooled water flowing in miniature tubes2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata
    • 雑誌名

      Heat and Mass Transfer

      巻: 54, Issue 2 号: 2 ページ: 501-508

    • DOI

      10.1007/s00231-017-2155-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-phase convective heat transfer in a circular minihannel with unsteady thermal loads2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata
    • 雑誌名

      Heat Transfer Research

      巻: 48 号: 13 ページ: 1179-1193

    • DOI

      10.1615/heattransres.2017018690

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of outlet subcoolings and heat generation rates on transient critical heat flux for subcooled flow boling of water in a vertical tube2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata
    • 雑誌名

      Heat and Mass Transfer

      巻: 53 号: 9 ページ: 2999-3012

    • DOI

      10.1007/s00231-017-2036-1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conductive sublayer of turbulent heat transfer for heating of water in a circular tube2017

    • 著者名/発表者名
      Koichi Hata, Katsuya Fukuda, Masuzaki Suguru
    • 雑誌名

      Heat Mass Transfer

      巻: 53 号: 8 ページ: 2559-2576

    • DOI

      10.1007/s00231-017-1996-5

    • NAID

      120006349183

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical heat flux for convective boiling in mini-tube due to power transient2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata
    • 雑誌名

      ASME 2017 Summer Heat Transfer Conference

      巻: HT2017-5043 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1115/ht2017-5043

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient heat transfer due to exponentially increasing heat inputs for turbulent flow of FC-72 in small diameter tubes2017

    • 著者名/発表者名
      Yantao Li; Katsuya Fukuda; Qiusheng Liu
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 110 ページ: 880-889

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.03.022

    • NAID

      120006369361

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Correlation of high critical heat flux during flow boiling for water in a small tube at various subcooled conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata
    • 雑誌名

      International Communications in Heat and Mass Transfer

      巻: 82 ページ: 74-80

    • DOI

      10.1016/j.icheatmasstransfer.2017.02.012

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Steady and transient forced convection heat transfer for water flowing in small tubes with exponentially increasing heat inputs2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata
    • 雑誌名

      Heat and Mass Transfer

      巻: 53 号: 3 ページ: 787-797

    • DOI

      10.1007/s00231-016-1860-z

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Steady and Transient CHF in Subcooled Pool Boiling of Water under Sub-atmospheric Pressures2017

    • 著者名/発表者名
      Yantao Li, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 52 ページ: 114-119

    • NAID

      130006314642

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient boiling critical heat flux on horizontal vertically oriented ribbon heater with treated surface condition in pool of water2016

    • 著者名/発表者名
      MIN Han Htet; FUKUDA Katsuya; LIU Qiusheng
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 3 号: 3 ページ: 15-00438-15-00438

    • DOI

      10.1299/mej.15-00438

    • NAID

      130005158163

    • ISSN
      2187-9745
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of Boiling Initiation Surface Superheat on Subcooled Water Flow Boiling Critical Heat Flux in a SUS304 Circular Tube at High Liquid Reynolds Number2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi Hata, Katsuya Fukuda, Suguru Masuzaki
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 98 ページ: 299-312

    • NAID

      120005842538

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Turbulent heat transfer with FC-72 in small diameter tubes2016

    • 著者名/発表者名
      Yantao Li, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Makoto Shibahara
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 103 ページ: 428-434

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.07.018

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transient critical heat flux for subcooled boiling of water flowing upward through a vertical small-diameter tube with exponentially increasing heat inputs2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata, Yuji Nakamura, Takeo Muroga, Masayuki Tokitani, Hiroyuki Noto
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: 11 号: 3 ページ: JTST0037-JTST0037

    • DOI

      10.1299/jtst.2016jtst0037

    • NAID

      130005252708

    • ISSN
      1880-5566
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mechanism of critical heat flux during flow boiling of subcooled water in a circular tube at high liquid Reynolds number2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Hata, Katsuya Fukuda, Suguru Masuzaki
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science

      巻: 70 ページ: 255-269

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2015.09.015

    • NAID

      120005842537

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transient critical heat fluxes of subcooled water flow boiling in a SUS304-circular tube caused by a rapid decrease in velocity from non-boiling regime2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Hata, Katsuya Fukuda, Suguru Masuzaki
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science

      巻: 66 ページ: 160-172

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2015.03.014

    • NAID

      120005842536

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Study on Transient Boiling Heat Transfer and Critical Heat Flux on Horizontal Vetical-Oriented Ribbon with Different Surfaces under Atmospheric Conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Min Han Htet, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 50巻6号 ページ: 77-88

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subcooled Pool Boiling CHFs on Cylinder due to Transient Heat Input2015

    • 著者名/発表者名
      Jongdoc Park, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 50巻6号 ページ: 89-96

    • NAID

      130005433400

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低流速領域の垂直短管内における過渡強制対流熱伝達2016

    • 著者名/発表者名
      中村 雄史, 福田 勝哉, 劉 秋生, 柴原 誠, 畑 幸一
    • 学会等名
      第86回(平成28年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県・姫路市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] FC-72を用いた細管内過渡乱流熱伝達に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      李 延涛, 福田 勝哉, 劉 秋生, 柴原 誠
    • 学会等名
      第86回(平成28年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県・姫路市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 細管内サブクール流動沸騰に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      柴原 誠, 福田 勝哉, 劉 秋生, 畑 幸一
    • 学会等名
      第86回(平成28年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県・姫路市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水の細管内上向流における定常及び過渡強制対流熱伝達2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊 翔, 劉 秋生, 福田 勝哉, 畑 幸一, 柴原 誠, 中村 雄史
    • 学会等名
      第86回(平成28年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県・姫路市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Convective Boiling Heat Transfer Characteristics for Pressurized Water in a Small Tube2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata
    • 学会等名
      Proceedings of 7th Pan Asian Association of Maritime Engineering Societies and Advanced Maritime Engineering Conference 2016
    • 発表場所
      香港(中国)
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flow boiling and critical heat flux for subcooled water in vertical tube due to exponentially increasing heat inputs2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata, Sho Watanabe ,Yuji Nakamura
    • 学会等名
      Proc. of The 27th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP27)
    • 発表場所
      ホノルル(米国)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高レイノルズ数域における白金円管内水の強制対流サブクール沸騰限界熱流束の発生機構2016

    • 著者名/発表者名
      畑 幸一、福田勝哉、増崎 貴
    • 学会等名
      日本原子力学会2016年春の年会
    • 発表場所
      東北大学 川内キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Transient Critical Heat Flux for Subcooled Water Flowing Upward in Vertical Small Tube with Exponentially Increasing Heat Inputs2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Shibahara, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu, Koichi Hata, Yuji Nakamura, Takeo Muroga, Masayuki Tokitani, Hiroyuki Noto
    • 学会等名
      The Fisrt Pacific-Rim Thermal Engineering Conference
    • 発表場所
      Waikoloa Beach Marriott Resort and Spa, Hawaii's Big Island, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 短い垂直円管内FC-72の過渡熱伝達2016

    • 著者名/発表者名
      李 延涛、福田勝哉、劉 秋生、柴原 誠
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第91期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学(大阪府・寝屋川市)
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] リボン発熱体における沸騰熱伝達及び限界熱流束に及ぼす予圧の影響2016

    • 著者名/発表者名
      ミンハンテツ、阪本理恵、福田勝哉、劉 秋生、柴原 誠
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第91期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学(大阪府・寝屋川市)
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 増加熱入力のある白金平板発熱体の水プール沸騰限界熱流束2015

    • 著者名/発表者名
      阪本理恵、福田勝哉、劉 秋生、柴原 誠
    • 学会等名
      第85回マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 低流速の非定常円管内流動非沸騰熱伝達に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      中村雄史、福田勝哉、劉 秋生、柴原 誠、畑 幸一
    • 学会等名
      第85回マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] FC-72の細管内乱流熱伝達に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      李 延涛、福田勝哉、劉 秋生
    • 学会等名
      第85回マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中に置かれたリボン発熱体からの過渡熱伝達及び限界熱流束について2015

    • 著者名/発表者名
      ミンハンテツ、阪本理恵、福田勝哉、劉 秋生、柴原 誠
    • 学会等名
      第85回マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Transition phenomena from non-boiling regime to film boiling on ribbon heater with different surface conditions in pool of water due to increasing heat inputs2015

    • 著者名/発表者名
      Rie Sakamoto, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Nuclear Engineering
    • 発表場所
      Makuhari Messe, Chiba, Japan(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transient boiling critical heat flux on horizontal vertically oriented ribbon heater with treated surface condition in pool of water2015

    • 著者名/発表者名
      Min Han Htet, Katsuya Fukuda, Qiusheng Liu
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Nuclear Engineering
    • 発表場所
      Makuhari Messe, Chiba, Japan(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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