親・疎水性冷却面上におけるミスト生成のミクロ伝熱機構に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750207
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山田 雅彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70230480)
• Keywords: 冷凍・空調 / 熱交換器 / ミスト生成 / 凝縮 / 疎水性面 / 伝熱制御

Research Abstract

1.水蒸気濃度分布測定用実験装置の製作
冷却面近傍における局所水蒸気濃度分布を測定するため,赤外線の水蒸気による吸収減衰を利用する方法および水蒸気濃度の変化による空気中の誘電率の変化を測定する方法を利用した測定装置の製作を行った.
また,試験部として,底面を水平冷却面とした水平矩形ダクトを透明アクリルにて製作し,試験冷却面として,親水・疎水性処理を行った銅板,および他に油脂や揮発性溶剤の雰囲気中に一定時間曝した銅板を採用した.
2.凝縮機構の理論解析およびモデル化
冷却面の性状を考慮に入れたミスト発生および凝縮機構の理論解析を行い,従来の温度境界層と水蒸気分圧による考察では説明されない固体表面の性状の影響を考慮した解析モデルを構築し数値解析を行った.
3.研究成果および特筆すべき点
(1)同一の空気条件(温・湿度,流速)下では,無処理の冷却面と比較して,疎水処理を施した冷却面上のミスト境界層厚さが薄くなる.また,冷却面温度を降下させた場合のミスト発生限界温度は処理面の方が低くなる.
(2)疎水性処理面では,生成したミストが冷却面に付着せず,面に沿って流れることにより熱交換器後部においてミストが多量に観察されることが明らかとなった.また,解析結果と総合した結果,伝熱面の性状とミストの直接生成量との間にはほとんど相関が認められなかった.