マイクロ波非接触直接急速加熱による単一液滴の沸騰現象の観察

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650227
• Research Institution: Institute of Fluid Science, Tohoku University
• Principal Investigator: 円山 重直 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (80173962)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日向野 三雄 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (50006201) ; 高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (20197065)
• Keywords: 沸騰 / 相変化 / 非接触加熱 / マイクロ波 / 気泡

Research Abstract

本研究は,固体境界面からの加熱を行わないで,液体の直接加熱によって相変化現象の解明を行うことを目的としている。
1.本研究遂行の第一段階としてふく射・吸収・散乱性媒体のふく射伝熱解析法の開発を行い,水などの吸収性媒体が壁面を介さない体積加熱でどのような温度分布となるかの解析を行った。
2.次に,電磁波を集束し,高エネルギー場を得るために既存のマイクロ波発生装置を改造したが,マグネトロンに反射電磁波が入射すると装置を破壊するので,このままでは大幅なエネルギー密度の増幅は難しいことが明らかとなった。
3.別のエネルギー密度の増幅法を調べるため,閉じた容器内での電磁波の反射,集束特性および容器壁面加熱特性を理論解析した。代表的な高エネルギー場であるプラズマのマイクロ波加熱問題を数値シミュレーションで詳細に検討した。
4.また単一液滴を空中に浮遊させ,定位置に保持するための基礎実験として,航空機パラボリック・フライト中の微小動力下で水滴を生成し,その浮遊特性を観察した。

Research Products

• [Publications] 円山重直: "航空機実験による温度・濃度二重拡散場の計測" 日本航空宇宙学会北部支部1996年講演会講演論文集. 51-56 (1996)
• [Publications] S. Maruyama: "Radiative Heat Transfer of Torous Plasma in Large Helical Device by Generalized Numerical Meghod REM^2" Proceedings of International Symposium on Advanced Energy Conversion Systems and Related Technologies. 387-394 (1995)
• [Publications] 円山重直: "バンドモデルを用いた非等温・非灰色・吸収・散乱性媒体のふく射伝熱" 第32回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 2. 591-592 (1995)
• [Publications] S. Maruyama: "Radiation Heat Transfer of Arbitrary 3-D Participating Media and Surfaces Using Radiation Element Method by Ray Emission Model(REM2)" Proceedings of ASME/JSME Thermal Engineering Conference. 3. 235-242 (1995)
• [Publications] S. Maruyama: "In Situ Observation of Crystal Growth from Solution in Microgravity" Journal of the Japan Society of Microgravity Application. 11. 58-70 (1994)
• [Publications] 円山重直: "任意形状・加熱条件の射出・吸収・散乱性媒体の放射伝熱(基礎理論と一次元平行平板系での検証)" 日本機械学会論文集(B編). 60. 3138-3144 (1994)