1999 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロバブルの急蒸発とその射出・崩壊挙動に関する研究
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11650207
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
稲田 茂昭 群馬大学, 工学部, 助教授 (00008517)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古谷 正裕 電力中央研究所, 原子力システム部, 技師
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| Keywords | マイクロバブル / 固液接触沸騰挙動 / 石英加熱面 / 乾燥斑点数 / 衝突液滴 / 背面撮影 / ポログラフィ干渉法 / 空洞半球液膜 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,衝突液滴沸騰系において,初期個液接触内(濡れ面内)で発生する微小気泡の発生挙動と接触面の形成から薄蒸気膜の形成に至り,次にこの蒸気膜を介しての固液接触時(蒸気膜が崩壊されて起こる固液接触時)に発生するマイクロバブルの発生挙動との違いを捕らえることにある.
そこで本年度は加熱された石英レンズ面(初期熱面温度180℃〜520℃)上に3.5mmの水滴を落下させ,そこでの固液接触沸騰挙動を石英レンズの背面からポログラフィ干渉法用いて高速度ビデオカメラで撮影した.その情報に基づいて,微小蒸気法の発生数に及ぼす石英加熱面の温度と液滴衝突後の経過時間の影響について定量した.また現像撮影では,固液接触面内での微小蒸気法の合体挙動と乾燥部の発達模様を鮮明にとらえた.
なおこの加熱実験にさきがけて,非加熱状態下での液・液接触(シリコン油液面への水滴の衝突)での水滴の表面流動模様の可視化をおこなった.
以上の実験より得られた結果を要約すると,
1.シリコン油液面への水滴衝突の場合,大きな空洞を持つ半球状の水膜が自由界面下に形成され,その水膜は半球状の先端に集結し,水滴上へと発達する.
2.加熱石英レンズ面上に衝突する水滴の場合,加熱面温度の増加につれて発泡点(気泡の付着部である乾燥斑点として認識できる)の数を増し,発泡点は液摘衝突初期に多く現われる.衝突初期の斑点の大きさは小さいが,数の減少とともに斑点の大きさは増す.また加熱面温度の増加とともに斑点の大きさも増す.
3.石英加熱面温度の上昇につれ,乾燥部の発達模様として,蒸気泡同士が合体したと見られる比較的広い乾燥部が出現する.液膜の周辺部から乾燥部は発達し易く,その結果,液相部は中央部に小さな円形状に存在する.そしてこの円形部の中心に乾燥斑点が現われ,それが広がり,液相部が消滅する.
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[Publications] 稲田茂昭: "非水溶液性液面へ衝突する水滴の表面流動模様の可視化"日本機械学会熱工学講演会講演論文集. NO.99-25. 131-132 (1999)
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[Publications] 稲田茂昭: "石英加熱面上での衝突液滴の沸騰挙動"日本機械学会東海支部第49期総会講演会講演論文集. NO.003-1. 17-128 (2000)
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[Publications] Shigeaki INADA: "Ebullition in a Liquid-liquid Direct Contact System"United Engineering Foundation,Boiling 2000 proc,of phenomena and Emerging Applications,at Alasaka. vol.1(印刷中). (2000)
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[Publications] 稲田茂昭: "石英加熱面上に衝突する液滴の固液接触挙動"日本伝熱学会第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集. vol.3(印刷中). (2000)
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[Publications] Shigeaki INADA: "Visualization of the Micro-Bubble generated in the Droplet Impinging on the Heated Quartz Surtace"Proc.of the 4th JSME-KSME Thermal Engineering Conference. (印刷中). (2000)
