2014 Fiscal Year Annual Research Report
急速冷却を革新する微小液滴蒸発の物理と表面性状効果
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24246038
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
高田 保之 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70171444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 厚史 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10243924)
河野 正道 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50311634)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | スプレー冷却 / 表面粗さ / 濡れ性 / 液滴 / 固液接触 / Hydrothermal Wave / 湿度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H26年度は(1)液滴蒸発過程に及ぼす周囲雰囲気の影響，(2)高温面への液滴衝突過程における衝突角度と表面性状の影響の調査を行った．
(1)液滴蒸発過程に及ぼす周囲雰囲気の影響････銅表面にエタノールを滴下し，その蒸発過程に及ぼす周囲の湿度の影響を調べた．液滴の温度分布の計測には高速度IRカメラを使用し，横からCCDカメラで液滴のプロファイルを撮影し，体積の減少量から蒸発速度を求めた．また，実験装置全体を恒温恒湿チャンバー内に設置し，周囲の湿度と温度をコントロールした．これら湿度と温度による不安定熱対流(Hydrothermal Wave, HTW)への影響を評価するのに，IRカメラの画像から液滴内部の温度分布における最大温度差を採用した．実験の結果，周囲の温度が増加するにつれて蒸発速度が増加すること，また，周囲の湿度が増加すると最大温度差は減少することが分かった．さらに，高湿度雰囲気では，水蒸気が液滴内部に吸収され，銅基板上に最後まで蒸発しない液滴が残るが，これは主に周囲から吸収された水であることが分かった．
(2) 高温面への液滴衝突過程における衝突角度と表面性状の影響････マイクロジェットディスペンサで構築した液滴射出装置により，粒径，速度，流量を独立に制御した状態で，恒温金属ディスクへの液滴衝突角度の影響を調べた．金属ディスクを600℃まで加熱し，500μmの液滴を1.5～4m/sの速度で衝突速度させた．角度は15,30,45度の3種類について検討した．この結果，45度の時に冷却速度が最大となったが，15度と30度のデータについては再現性に問題があり，さらなる実験が必要である．また，粗さの影響については予想通り，粗い表面の方が冷却速度が速くなった．高速度カメラの解析から，粗い面での接触時間がより長いことが確認され，これが冷却速度が速くなる理由であることが分かった．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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