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高温細線の浸漬急冷過程における蒸気膜の崩壊機構

研究課題

研究課題/領域番号 08650265
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関九州大学

研究代表者

本田 博司  九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (00038580)

研究分担者 山城 光  九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (70239995)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1997年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1996年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード浸漬急速冷却 / 水平細線 / 冷却促進 / 超音波 / 線型安定性解析 / 蒸気膜 / 極小熱流束点 / 急速冷却 / 過冷膜沸騰 / 蒸気膜の安定性 / 伝熱促進
研究概要

浸漬急速冷却技術の開発はアモルファスなどの金属系新素材技術の基礎として重要である。本研究では冷却速度の上昇を目的として、超音波発振装置を設置した冷却液容器内に高温に加熱された白金細線を一定速度で落下させる浸漬急速冷却実験を行い、その過渡沸騰伝熱特性におよぼす超音波の強度および周波数の影響を調べた。そして、超音波の印加によって膜沸騰の極小熱流束点は高温側へ移動し、極小熱流束点以後の熱流束が3倍以上促進されること、またその現象は超音波の音圧と密接な関係があることを明らかにした。ついで、浸漬急冷過程における膜沸騰蒸気膜の崩壊機構を明らかにすることを目的として、蒸気膜の安定性に関する線型安定性解析を行った。蒸気膜には粘性流の式を、周囲液には波動方程式を適用し、また蒸気膜内および周囲液への周期的熱伝導を考慮した。この理論は従来の諸理論とは異なり、液過冷度の上昇につれて極小熱流束点も上昇するという実験結果を定量的に説明できる。さらに、自由対流過渡膜沸騰の伝熱特性を明確にすることを目的として、冷却液容器内に供試白金線を設置し、これを電気的に急速加熱した後の過渡冷却特性に関する実験を行った。この実験では、落下実験とは異なって周囲液との相対速度がないため、軸方向に周期的な数珠状の膜沸騰蒸気膜を形成することが明らかになった。この自由対流過渡膜沸騰の安定性についても線型安定性解析を行い、実験と良好な一致が得られた。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] H.Honda, H.Takamatsu, H.Yamashiro: "Stability of Vapor Fifm in Subcooled Forced-Convection Film Boiling on a Horizontal Cylinder" Proc.11th International Heat Transfer Conf.(to be published). (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yamashiro, H.Takamatsu, H.Honda: "Effect of Ultrasonic Vibration on Transient Boiling Heat Transfer During Rapid Quenching of a Thin Wire in Water" Trans.ASME,Journal of Heat Transfer. 120-1(to be published). (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Honda, H.Takamatsu, H.Yamashiro: "Minimun-Heat Flux Point and Liquid-Solid Contact during Rapid Quenching of Thin Wires" Heat Transfer-Japanese Research. 24-6. 517-537 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Takamatsu, H.Yamashiro, H.Honda: "Stability of Vapor Film in Subcooled Film Boiling on a Horizontal Wire" ASME Proc.31st National Heat Transfer Conf.Vol.4. 11-19 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高松 洋, 山城 光, 本田 博司: "水平円筒まわりの過冷膜沸騰における蒸気膜の安定性に関する理論解析" 日本機械学会文集(B編). 62-600. 3102-3108 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山城 光, 本田 博司, 高松 洋: "超音波による高温細線の浸漬急速冷却過程の伝熱促進" 日本機械学会論文集(B編). 62-603. 3943-3949 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yamashiro: "Enhancement of Cooling Rate During Rapid Quencnhing of a Thin Horizontal Wire by Ultrasonic Vibration" Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. 62-603. 3943-3949 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yamashiro: "Enhancement of Cooling Rate During Rapid Quencnhing of a Thin Horizontal Wire by Ultrasonic Vibration" Proc.3rd KSME/JSME Thermal Engineering Conf. Vol.3. 339-344 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Takamatsu: "Theoretical Analysis of the Stability of Vapor Film in Subcooled Film Boiling on a Horizontal Wire." Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. 62-600. 3102-3108 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takamatsu, H.: "Stability of Vapor Film in Subcooled Film Boiling on a Horizontal Wrie." ASME Proc.31st National Heat Transfer Conf. Vol.4. 11-19 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Honda: "Minimum-Heat Flux Point and Liquid-Solid Contact during Rapid Quenching of Thin Wires" Heat Transfer-Japanese Research. 24-6. 517-537 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yamashiro: "Effect of Ultrasonic Vibration on Transient Boiling Heat Transfer During Rapid Quenching of a Thin Wire in Water" Trans.ASME,Jourmal of Heat Transfer. Vol.120 (to be published.). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Honda: "Stability of Vapor Film in Subcooled Forced-Convection Film Boiling on a Horizontal Cylindcr" Proc.11th International Heat Transfer Conf.(to be published.). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Honda,H.Takamatsu,H.Yamashiro: "Stability of Vapor Film in Subcooled Forced-Convection Film Boiling on a Horizontal Cylinder" Proc.11th International Heat Transfer Conf.(to be published). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamashiro,H.Takamatsu: "Effect of Ultrasonic Vibration on Transient Boiling Heat Transfer During Rapid Quenching of a Thin Wire in Water" Trans.ASME,Journal of Heat Transfer. 12-1(to be published).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Honda,H.Takamatsu,H.Yamashiro: "Minimun-Heat Flux Point and Liquid-Solid Contact during Rapid Quenchig of Thin Wires" Heat Transfer-Japanese Research. 24-6. 517-537 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Takamatsu,H.Yamashiro,H.Honda: "Stability of Vapor Film in Subcooled Film Boiling on a Horizontal Wire" ASME Proc.31st National Heat Transfer Conf.Vol.4. 11-19 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 高松洋,山城光,本田博司: "水平円筒まわりの過冷膜沸騰における蒸気膜の安定性に関する理論解析" 日本機械学会文集(B編). 62-600. 3102-3108 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 山城光,本田博司,高松洋: "超音波による高温細線の浸漬急速冷却過程の伝熱促進" 日本機械学会論文集(B編). 62-603. 3943-3949 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Takamatsu,H.Yamashiro,H.Honda: "Stability of Vapor Film in Subcooled Film Boiling on a Horizontal Wire" ASME Proc. 31 st National Heat Transfer Conf.Vol.4. 11-19 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 高松洋,山城光,本田博司: "水平円筒まわりの過冷膜沸騰における蒸気膜の安定性に関する理論解析" 日本機械学会文集(B編). 62-600. 3102-3108 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamashiro,H.Takamatsu,H.Honda: "Enhancement of Cooling Rate During the Rapid Quenchig of a Thin Wire by Ultrasonic Vibration" Proc. 3rd KSME/JSME Thermal Engineering Conf.Vol.3. 339-344 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 山城光,本田博司,高松洋: "超音波による高温細線の浸漬急速冷却過程の伝熱促進" 日本機械学会論文集(B編). 62-603. 3943-3949 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Honda,H.Takamatsu,N.Takata: "Condensation of HCFC123 in Bundles of Horizontal Finned Tubes : Effects of Fin Geometry and Tube Arangement" International Journal of Refrigeration. 19-1. 1-9 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Honda,H.Takamatsu,O.Makishi: "Numerical Analysis of Film Condensation on a Horizontal Two-Dimensional Fin Tube" Heat Transfer in Condensation, Proc. Eurotherm Seminar 47. Vol.1. 48-54 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 本田博司: "熱交換機の熱的設計法(管外凝縮の熱伝達)" 日本機械学会, 4 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 本田博司: "エネルギー新技術体系(凝縮における伝熱促進制御)" 日本機械学会, 17 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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