2016 Fiscal Year Annual Research Report
Visualization Measurements and Heat Transfer Analysis of Initiation and Expansion Process of Localized Liquid-Solid Contact during Spray Cooling or Impinging Jet Cooling
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26420142
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
永井 二郎 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (70251981)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 沸騰 / 固液接触 / MHF点 / 噴霧・噴流 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに改良製作した噴霧冷却時の固液接触状況可視化装置では、濡れ開始温度を２次元的に計測するため、シース径φ0.25mmの極細熱電対を５点設置した。しかし、数回の実験後に、この極細熱電対設置部位よりサファイア面に亀裂が生じ、製作し直しても亀裂が生じやすいことから、２次元的な濡れ開始温度計測は一旦中止し、噴霧冷却時の濡れ開始に至る詳細な画像解析を行った。噴霧冷却時には、滴径100μm程度の多数の液滴がサファイア面上に連続的に衝突しており、初期表面温度が高い場合には、高速度カメラの撮影速度（1000fps, 露光時間1/50000s）の範囲内では、各液滴ごとの固液接触は観察されない。しかし、冷却が進行し表面温度がある程度まで低下すると、噴霧領域内にある分布を伴うが、各液滴の衝突に対応する局所的な濡れ点（サイズは0.1mm程度、持続時間は20μs程度）が観察され始め、そのような濡れ点が多数観察された後、直径数mmの濡れ領域が初生・拡大していくことが分かった。局所的な濡れ点の数を、画面上で手作業でカウントした結果、時間経過に伴いそれほど濡れ点の数に大きな変化は見られなかった。この結果は、昨年度に改良した過熱面内非定常熱伝導解析プログラムで想定した状況とほぼ同様であり、今後の伝熱解析の実験的エビデンスとなった。
過熱面サイズの大型化（φ180mm）と表面温度を400℃に設定可能な実験装置は、高温のオイル漏れ防止が可能なメタルシールの導入により製作が完了した。
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