• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

超親水性伝熱面の開発と熱エネルギー高効率輸送

Research Project

Project/Area Number 15033251
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

高田 保之  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (70171444)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 河野 正道  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (50311634)
Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥5,500,000 (Direct Cost: ¥5,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Keywords酸化チタン / 超親水性 / 相変化 / 接触角 / 沸騰・蒸発 / 紫外線 / スパッタリング
Research Abstract

酸化チタンの超親水性を利用すると,沸騰・凝縮などの相変化を伴う伝熱の促進を行なうことが可能である.本研究では,RFマグネトロンスパッタ法により銅管の表面に酸化チタンをコーティングした伝熱面を用いて,流下液膜とシリコンオイルとの熱交換試験を実施した.
伝熱管は直径22mm,長さ160mmの銅パイプであり,内側を所定の温度に設定された加熱用シリコンオイルが流れる.伝熱管は鏡面仕上げしたものと,RFマグネトロンスパッタリングによりTiO_2をコーティングしたものの2種類を使用した.スパッタ装置は回転機構を有しており,Ar/O_2の流量比を1:9に,全圧を0.3Paに設定して行った.スパッタは加熱無しで12時間,その後300℃に加熱しながら12時間行った.TiO_2面に対しては実験前にUV照射をし,超親水状態にしてある.伝熱管上部に内径0.8mmのノズルを5mm間隔で配置し,30℃の水を0.033〜0.083kg/sの流量で流下させる.伝熱管の内管に流入するのシリコンオイルの出入口の温度差から交換熱量と平均の伝熱面熱流束を求めた.シリコンオイルは恒温槽で温度を設定した後に一定のバルブ開度で循環させた.その際の流量は,温度による粘度の違いから0.032〜0.043kg/sと変化した.
平成16年度の一連の実験により,以下の項目が明らかになった.
(1)伝熱面上の液膜の観察から,通常面の場合は水がはじかれて液膜が形成できないのに対し,TiO_2コーティング面の場合は非常に薄い安定な液膜が形成された.
(2)熱交換試験において,通常面,TiO_2面(UV照射有り),TiO_2面(UV照射無し),の3つを比較したところ,単相領域ではTiO_2面(UV照射有り)が最も伝熱性能が優れており,通常面に対して10〜31%熱交換効率が向上する.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (3 results) Publications (7 results)

  • [Journal Article] Effect of surface wettability on boiling and evaporation2005

    • Author(s)
      Y.Takata, S.Hidaka, J.M.Cao, T.Nakamura, H.Yamamoto, M.Masuda, T.Ito
    • Journal Title

      Energy, The International Journal 30-2

      Pages: 209-220

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaporation of Water Drop on a Plasma-irradiated Hydrophilic Surface2004

    • Author(s)
      Y.Takata, S.Hidaka, A.Yamashita, H.Yamamoto
    • Journal Title

      International Journal of Heat and Fluid Flow 25-2

      Pages: 320-328

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Boiling Feature on a Super-water-repellent Surface2004

    • Author(s)
      Y.Takata, S.Hidaka, T.Uraguchi
    • Journal Title

      Proceedings of the 2nd International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics-HEFAT2003 (CD-ROM)

    • NAID

      110002525404

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 日高澄具, 高田保之, 山本弘志, 山下秋満, 伊藤猛宏: "プラズマ照射した金属表面の濡れ性変化と液滴蒸発"日本機械学会論文集(B編). 69-678. 437-444 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Takata, S.Hidaka, A.Yamashita, H.Yamamoto: "Evaporation of Water Drop on a Plasma-irradiated Hydrophilic Surface"Proceedings of the 5th International Boiling Heat Transfer Conference. (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Takata, S.Hidaka, A.Yamashita, H.Yamamoto: "Plasma-irradiated Hydrophilic Surfaces and its Applications to Phase Change Heat Transfer"Proceedings of the 2nd International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics-HEFAT2003-. (CD-ROM). TY1 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 高田保之: "超親水性による伝熱促進"会報 光触媒. No.11. 56-63 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Takata, S.Hidaka, M.Masuda, T.Watanabe: "Superhydrophilic Heat Transfer Surface Coated with Titania by RF-Magnetron Sputtering"Proceedings of the 8th UK National Heat Transfer Conference, Oxford. (CD-ROM). (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Takata, S.Hidaka, A.Yamashita, H.Yamamoto: "Improvement of Surface Wettability by Plasma Irradiation"Proceedings of the Fourth Interenational Conference on Compact Heat Exchangers and Enhancement Technology for the Process Industries. 305-309 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 高田 保之(分担執筆): "図解 光触媒のすべて-超親水を利用した伝熱促進-(監修 橋本和仁,藤嶋昭)"工業調査会. 308 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

URL: 

Published: 2003-04-01   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi