| 研究課題/領域番号 |
09650254
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
宮下 徹 工学院大学, 工学部, 講師 (00100371)
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| 研究分担者 |
大竹 浩靖 工学院大学, 工学部, 講師 (40255609)
小泉 安郎 工学院大学, 工学部, 教授 (20215156)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
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| キーワード | 機械工学 / 熱工学 / 沸騰 / 熱伝達 / 膜沸騰蒸気膜崩壊 / 極小熱流束点温度 / 熱力学的過熱限界温度 / 接触角 / 沸騰、 / 膜沸騰蒸気膜崩壊、 |
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| 研究概要 |
より高品質な鉄鋼を低価格で供給する目的の下に推進されてきたTMCP技術は、省エネルギの必要性を背景として発達・実用化されてきた。本研究は、酸化膜の付加に起因するTMCP技術の冷却不安定の回避法を熱工学的(沸騰熱伝達の)観点から検討することを目的とし、酸化膜の付加が及ぼす冷却特性への影響とこの影響の定量的評価として動的接触角に注目した評価法を検討した。
平成9年度は、冷却特性把握を目的として、プール沸騰下における膜沸騰蒸気膜の崩壊特性すなわち急冷開始条件を実験的に検討し、膜沸騰蒸気膜の崩壊に関する基礎情報の収集を行った。この結果、(1)飽和沸騰同様、サブクール沸騰に対しても低温度部温度の減少とともに膜沸騰蒸気膜の崩壊温度が上昇すること、(2)熱伝導モデルにより、飽和およびサブクール沸騰いずれの条件においても蒸気膜崩壊点の壁面温度は熱力学的過熱限界温度より低いこと、この実験事実に基づき、(3)工業上しばしば見受けられる、蒸気膜崩壊温度が過熱限界温度をも越える現象に対して、物理的整合性をもつ一解釈を提言した。
続く平成10年度は、酸化膜の定量的評価の基礎データとなる濡れ性の検討のため、プール膜沸騰下に液ジェットを人為的に付加することで、濡れの基礎情報の収集を行った。この結果、(4)上部から液ジェットを付加した場合430℃以下の加熱面温度で蒸気膜の崩壊が起こること、(5)この崩壊の起こり得る臨界加熱面温度は熱力学的過熱限界温度と関連していること、(6)崩壊面の気液界線と加熱面とのなす角度、すなわち加熱面下の接触角は、常温下の動的前進接触角の既存の測定値に近いことを明らかにした。
なお、基礎情報の収集に重きを置き、当初予定した酸化面の定量化までは踏み込まなかったが、今後、シリコン塗布・焼結の手法により伝熱面の濡れ性を変化させることで、酸化膜の付加が沸騰熱伝達に及ぼす影響の定量化を進めていく予定である。
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