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リチウム塩水溶液の高熱流束プール沸騰に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 05650207
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

鴨志田 隼司 (鴨志田 準司)  芝浦工業大学, 工学部, 助教授 (30052856)

研究分担者 一色 尚次  東京工業大学, 名誉教授
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1994年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1993年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード核沸騰 / 高熱流束域 / リチウム塩水溶液 / マクロ液膜 / 不揮発性成分の濃縮 / 伝熱抵抗 / 高熱流束 / 蒸気塊形成モデル / 気泡干渉割合 / 気泡付着面積 / 伝熱面乾き割合 / 濃縮 / 不揮発性溶質
研究概要

一般に、高熱流束域の核沸騰では蒸気塊の底部と伝熱面の間にマクロ液膜が存在することが知られている。これまで塩類水溶液の核沸騰では、液膜の消耗による不揮発性成分の濃縮がこの液膜内で起こり、伝熱抵抗の増加や腐食の促進が懸念されている。また、局所的に液膜が乾くドライアウトの発生により、核沸騰熱伝達に限界が生じることが観測されている。このため液膜の生成条件とその内部における濃縮過程を明らかにすることは不揮発性成分を含む二成分系溶液の沸騰熱伝達を系統的に予測するうえで重要である。そこで本研究は、リチウム系塩類水溶液を対象として、大気圧、飽和状態でのプール沸騰実験をおこない、低熱流束から高熱流束までの核沸騰域での沸騰特性曲線と沸騰様相の変化を把握したうえで、液膜形勢の詳細な機構を実験的・理論的に明らかにし次の知見を得た。
(1)高熱流束域(合体気泡領域)での沸騰特性曲線は、熱流束の増加に対して過熱度の増加割合が急増する。
(2)蒸気塊底部のマクロ液膜は、熱流束のマイナス二乗に比例してその厚さが小さくなる。
(3)気泡通過頻度と熱流束の関係から遷移域における蒸気塊の生成機構を明らかにした。
(4)マクロ液膜厚さおよび消耗液膜厚さと熱流束の関係からこれら相互の関係を明らかにした。
(5)高熱流束域における蒸気塊の切断周期は熱流束の1/5乗に比例する。
(6)一次気泡径と発生頻度には相関があり、両者の積で表せる特性値は蒸気換算速度に一致した。
(7)気泡の縦方向の干渉割合は、水に比べて水溶液では小さく干渉しにくい。
(8)濃度の増加と共に極大熱流束が低下する要因は、伝熱面上の気泡付着面積が増大するからである。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 松本久史: "多成分系吸収溶液の核沸騰伝熱" 第27回空気調和・冷凍連合講演会講演論文集. 137-140 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 富山靖司: "リチウム塩水溶液の高熱流束プール沸騰" 第30回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 451-453 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Junji Kamoshida: "Heat Transter to Water and Water/Lithium Halide Solt Solutions in Nucleate Pool Boiling" Proceedings of the International Absorption Heat Pump Couterence. AES-31. 501-507 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鴨志田隼司: "リチウム塩水溶液のプール核沸騰特性" 第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 40-42 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鴨志田隼司: "リチウム塩水溶液の核沸騰熱伝達の整理式" 日本機械学会熱工学部門講演論文集. 940-55. 195-197 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鴨志田隼司: "多成分系吸収溶液の核沸騰熱伝達" 第32回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 池田長康: "エネルギー基礎学" パワー社, 234 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] JUNJI KAMOSHIDA: "Heat Transfer to Water and Water/Lithium Halide Salt Solutions in Nucleate Pool Boiling" International Absorption Heat Pump Conference, ASME 1993, New Orleans, Louisian, USA. AES-Vol.31, jan. (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鴨志田隼司: "リチウム塩水溶液のプール核沸騰特性" 第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 40-42 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 鴨志田隼司: "リチウム塩水溶液の核沸騰熱伝達の整理式" 日本機械学会熱工学部門講演会講演論文集. 940-55. 195-197 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 鴨志田隼司: "多成分系吸収溶液の核沸騰熱伝達" 第32回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 松本,久史: "多成分系吸収溶液の核沸騰伝熱" 第27回空気調和・冷凍連合講演会講演論文集. 137-140 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 冨山,靖司: "リチウム塩水溶液の高熱流束プール沸騰" 第30回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 451-453 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Juuji Kamoshida: "Heat Transfer to Wata and Water/Lithium Halide Salt Solutions in Nucleate Pool Boiling" Proceedings of the International Absorption Heat Pump Conference. 501-507 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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