1997 Fiscal Year Annual Research Report
急速沸騰利用のマイクロアクチュエーターに関する基礎的研究
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08455104
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
飯田 嘉宏 横浜国立大学, 工学研究科, 教授 (90005299)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
・島 武雄 横浜国立大学, 工学部, 助手 (40197091)
奥山 邦人 横浜国立大学, 工学研究科, 助教授 (60204153)
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| Keywords | 沸騰伝熱 / 急速沸騰 / マイクロアクチュエーター / 微小伝熱面 / 気泡挙動 / 自発核生成 / 非定常沸騰 / パルス加熱 |
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| Research Abstract |
8年度においては、液・気相変化を利用したマイクロアクチュエーターの開発や性能評価に不可欠な、気泡発生・成長・消滅の基礎的データを得る目的で、主に微小な平面伝熱面を用いて多くの実験を行った。またそれらの結果から、気泡挙動を記述する過熱液相蒸発モデルを提案した。
9年度においては、先ず平面伝熱面について8年度より加熱速度が約1桁高い1.8x10^9K/sまで増加させて実験を行い、加熱速度の増加と主に発生気泡の最大値が次第に小さくなり、やがて気泡成長がほとんどなくなることを明らかにした。また大きさが発生気泡の大きさ変化を観察しやすい細線伝熱面について、広い加熱速度の範囲で一連の実験を行った。細線は白金製で直径50μmである。加熱速度の実験範囲は、10^3-10^7K/sの範囲である。その結果、気泡挙動は気泡の成長挙動からして大別して3種に分けられた。約10^6K/sでは気泡は伝熱面上でほぼ均一に成長・消滅し、10^5-10^6K/sではやや不均一成長・不均一消滅し、また10^5K/s以下では不均一に成長・消滅するが、気泡発生が伝熱面上を伝播すること等を示した。また同時に、それぞれでの沸騰開始温度、成長・消滅時の気泡径変化、最大気泡径、界面成長速度、気泡成長速度、気泡消滅速度、気泡発生伝播速度等のデータを示した。また、一次元の円柱座標系モデルによって気泡成長時に周囲液体に与える仕事量を求め、マイクロアクチュエーターに利用する際の有効性を考察した。
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[Publications] 飯田嘉宏・ほか: "極微小平面伝熱面の超高速加熱時における沸騰核生成(揺らぎ核生成による気泡発生に対する系圧力の影響)" 日本機械学会論文集. 62-600. 3095-3101 (1996)
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[Publications] Iida,Y.etal.: "Effect of Ambient Pressure on the Dynamics of Bubble Formation by Fluctuation Nucleation on a Film Rapidly Heated to the Limit of Liquid Supu" Proc.of the Third KSME-JSME Theuual Eug.Covf.,. I. 373-382 (1996)
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[Publications] 飯田嘉宏・ほか: "高速加熱される伝熱面上の揺らぎ核生成後の沸騰伝熱挙動(第1報 大気圧下における実験)" 日本機械学会論文集. 63-613. 146-152 (1998)
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[Publications] Okuyama,K.ほか: "Boiling Bubble Behavior and Heat Transfer Succeeding Spontaneous Nucleation on a Film Heater." Proc.of the 11th.lnt.Heat Transfer Kenference. (accepted). (1998)
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[Publications] 飯田嘉宏・ほか: "高速加熱される平面伝熱面上の揺らぎ核生成後の急速蒸発過程" 第34回日本伝熱シンポジウム講演論文集. III. 795-796 (1997)
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[Publications] 飯田嘉宏・ほか: "パルス加熱される金属細線上の蒸気生成・消滅挙動(広い加熱速度範囲における観察結果)" 第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定).
