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2011 Fiscal Year Annual Research Report

超親水から超撥水まで濡れ性を制御した高温面上の相変化現象の学理と技術

Research Project

Project/Area Number 21246036
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

高田 保之  九州大学, 工学研究院, 教授 (70171444)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 河野 正道  九州大学, 工学研究院, 准教授 (50311634)
久保田 裕巳  九州大学, 工学研究院, 助教 (10117103)
有田 誠  九州大学, 工学研究院, 助教 (30284540)
Keywords濡れ性 / 液滴蒸発 / 表面粗さ / 接触角 / 噴霧冷却 / 伝熱特性
Research Abstract

本年度は,以下の2項目を中心に研究を実施した.
1.濡れの制御技術の開発
撥水と親水の組み合わせにより,核沸騰を促進する伝熱面の開発を行った.具体的には,酸化チタンコーティング面上に,PTFEの撥水領域を斑点状に作成することにより,撥水領域を良好な発泡点として作用させ,親水領域には液体供給性の向上を担わせるという機能分離を行った.これにより,低過熱度で沸騰が開始し,高熱流束域でも核沸騰の維持が可能となり,沸騰が開始しやすく,限界熱流束(CHF)が従来比で2倍程度まで上昇する理想的な沸騰伝熱面開発の目途が達成できた.
2.液滴蒸発に及ぼす濡れ性の影響評価
前年度に引き続き,8本のノズルによるマイクロ液滴噴射系により,00℃まで加熱したSUS試験片の冷却試験を行った.この噴射装置では,液滴直径,液滴速度,射出頻度を独立に変化させることが可能であり,今回の伝熱試験により,これまで2次的な因子として,傾向が不明であった液滴径,液滴衝突速度の影響が明らかになった.同じ噴霧流量の場合は,液滴直径が小さい方が伝熱特性は優れていることが分かった.噴射した液滴の総数を把握できるので,1個の液滴が加熱面に衝突する際の伝熱量を求めることが可能である.表面の粗さの影響としては,粗いほど伝熱特性が優れていること,衝突時の液滴の広がりも最大となり,その際の接触時間も長くなることなどが高速度カメラによる撮影画像を援用した分析により明らかになった.

  • Research Products

    (7 results)

All 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Effect of Surface Wettability on Pool Boiling-Enhancement by Hydrophobic Coating-2012

    • Author(s)
      Y.Takata, 他
    • Journal Title

      International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration

      Volume: 20 Pages: 1150003-1-9

    • DOI

      10.1142/S2010132511500039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Surface Conditions on Boiling and Evaporation2011

    • Author(s)
      Y.Takata, 他
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Air-Conditioning & Refrigeration 2011

    • DOI

      ICACR2011-KN-3

  • [Journal Article] Study on the Behavior of Small Droplet Impinging onto a Hot Surface2011

    • Author(s)
      M.Kohno, 他
    • Journal Title

      Proceeding of 3rd Micro and Nano Flows Conference

  • [Journal Article] Effect of roughness on the Behavior of Small Droplet Impinging onto a Hot Surface2011

    • Author(s)
      Yuki Fukatani, 他
    • Journal Title

      Proceedings of the 4th International Conference on Heat Transfer and Fluid Flow in Microscale

  • [Presentation] SUS304の加熱と冷却による表面濡れ性の変化と表面分析2011

    • Author(s)
      日高澄具,有田誠,田頭圭祐,福田慎也,河野正道,高田保之
    • Organizer
      第48回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山市
    • Year and Date
      20110600
  • [Presentation] 斑点状に撥水コーティングを施した伝熱面からのサブクール沸騰2011

    • Author(s)
      田代雅浩, B.J.Suroto, 柿谷継孝, 日高澄具, 河野正道, 高田保之
    • Organizer
      熱工学コンファレンス
    • Place of Presentation
      浜松市
    • Year and Date
      2011-10-29
  • [Presentation] 高温面に衝突する微小液滴の熱伝達における表面粗さの影響2011

    • Author(s)
      深谷侑輝, 福田慎也, 日高澄具, 河野正道, 高田保之
    • Organizer
      熱工学コンファレンス
    • Place of Presentation
      浜松市
    • Year and Date
      2011-10-29

URL: 

Published: 2013-06-26  

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