2007 Fiscal Year Annual Research Report
気液相変化熱伝達過程におけるミクロ液膜形成機構とその特性解明
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17360096
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
宇高 義郎 Yokohama National University, 大学院・工学研究院, 教授 (50114856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 裕昭 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (10251753)
大徳 忠史 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 特別研究教員 (40452049)
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| Keywords | 熱伝達 / 気液相変化 / 沸騰 / ミニチャネル / ミクロ液膜 / レーザー消光法 |
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| Research Abstract |
気液相変化伝熱過程における蒸気と液の相互干渉などに基づいて形成されるミクロンまたはサブミクロンオーダーの厚さをもつ薄液膜の形成過程および熱移動をともないながら変化する過程に焦点を当て,非接触状態のまま薄液膜測定を行うことが可能な水の赤外線の消光性質を利用するレーザー消光法を用いて,沸騰熱伝達過程において生成蒸気と伝熱面間に形成されるミクロ液膜の厚さ測定法を用い,ミクロ液膜の形成機構・変化特性をより一般的に理解するための研究を進めた.マイクロ光ファイバーシステムを水中測定用に適用することによる,沸騰伝熱の主要な系であるプール核沸騰系におけるミクロ液膜特性測定実験のための主要な検討を実施した.
すなわち,試験液体には,一般性が高く赤外消光性質が明らかな水を用い,沸騰の主要因子と液膜厚さの関係を解明した.また,従来から多くの研究の基礎として用いられてきている代表的なCooper-Lloydの理論が不十分であることを示した.さらに,比較的低熱流束の孤立気泡域ではミクロ液膜の熱伝達への寄与は大きくなく,比較的熱流束の高い合体泡域から限界熱流束あるいは遷移沸騰領域においてはミクロ液膜の寄与が大きいとの定性的説明が従来なされてきているが,その影響について定量的に実証した.それらの結果から,プール沸騰の孤立気泡域ではミクロ液膜蒸発の影響は15%程度までであり,さらに熱流束の高い合体気泡域ではその影響が増大するであることを示した.
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