2010 Fiscal Year Annual Research Report
微小重力で明らかにされる超流動ヘリウムの特異な膜沸騰の実相と伝熱促進効果の解明
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22360361
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
木村 誠宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (10249899)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 卓 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 助教 (30578109)
間宮 幹人 独立行政法人産業技術研究所, 先進製造プロセス研究部門, 研究員 (10358062)
岡村 崇弘 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (90415042)
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| Keywords | 微小重力 / 自由落下 / 超流動ヘリウム / 膜沸騰 / 臨界熱流束 / 蒸気膜厚さ / 気泡の生成・消滅 / 液相と気送間の熱抵抗 |
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| Research Abstract |
平成22年度は、HeII沸騰構造の可視化観測を低ノイズ且つ高分解能で行えるようテストセクションや内部固定法を改良したクライオスタットをあらたに製作した。このクライオスタットならびに既存の高速度カメラやヒータ加熱電源等を利用して、微少重力場でのHe II中の膜沸騰への対流熱伝達の寄与を実験的に検証した。
本研究計画の要である自由落下塔施設は、独立行政法人産業技術総合研究所が北海道センターに所有する電磁ブレーキ付自由落下塔設備を使用した。このため、産業技術総合研究所・先進製造プロセス研究部門の間宮幹人氏が研究分担者として参加した。
落下塔を使用した80回におよぶ落下実験から、微小重力場でのHe II沸騰構造の解析に必要なデータを取得した。データから微少重力場でのHe IIの臨界熱流束並びに発生した気泡の生成・消滅から液相と気相間の熱抵抗に関する解析をおこなった。その結果、He IIの臨界熱流束が1g重力場と比較して微小重力場では0.6程度に減少することが確認された。また、He IIの液温や飽和蒸気圧に依存しないことが確認された。
上記の実験・解析のほか、平成22年7月にポーランドで開催された第23回国際低温会議(ICEC23)に出席し、He II膜沸騰に関する研究成果の報告と研究継続に必要な情報収集をおこなった。
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