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マイクロバブルの急蒸発とその射出・崩壊挙動に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11650207
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
研究機関群馬大学

研究代表者

稲田 茂昭  群馬大学, 工学部, 助教授 (00008517)

研究分担者 古谷 正裕  電力中央研究所, 原子力システム部, 主任研究員
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1999年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワードマイクロバブル / 微細化現象 / 蒸気膜の崩壊 / 固液接触 / 透明加熱固体 / 液滴衝突沸騰 / 微子液粒子の急速飛散 / 加熱面背面撮影 / 微小液粒子の急速飛散 / 固液接触沸騰挙動 / 石英加熱面 / 乾燥斑点数 / 衝突液滴 / 背面撮影 / ポログラフィ干渉法 / 空洞半球液膜
研究概要

本研究の目的は,液滴の加熱面衝突時において遷移沸騰域で認められる多数の微小な液滴が大気圧雰囲気中へ激しく飛散する微細化現象を明らかにすることにある.特に液滴と加熱面間に生成された薄い蒸気膜が崩壊して固液接触を起こし,そこで発生する微小気泡(マイクロバブル)の発生挙動をとらえ,微細化の機構と関連づけようとするものである.これまでに使用した石英加熱面では核沸騰的な挙動が高温域まで続き,激しい微細滴の飛散現象が顕著に認められなかったため,サファイア円板,ガラス面に薄く導電性皮膜を施したITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウム スズ)皮膜面及び石英面に薄くクロム皮膜を施した面を加熱面として使用し,それぞれの面上での沸騰挙動を各裏面から高速度カメラでとらえ,石英面と比較した.
1.ITO皮膜面及びクロム皮膜面での核沸騰域(加熱面と液膜とが十分に濡れた状態下の沸騰)の蒸発寿命特性は石英面でのデータと類似している.これに対して熱物性値が石英の4.9倍に相当するサファイア面では加熱面温度範囲は低温側に移行し,金属面での寿命特性に接近している.
2.ITO皮膜面上での沸騰挙動に関して,核沸騰域では,液膜内に微小な蒸気泡の発生とみなされる白い斑点が多数観察された.これらの白い点は液膜の中央部から放射状に周辺部へ速い速度で移動しているのが判明した.
3.サファイア面上での沸騰挙動に関しは,加熱面温度が320℃以下では,激しい核沸騰的な比較的大きい蒸気泡の発生が認められたが,370℃以上では薄い蒸気膜が生成されその上に液滴が存在すると言った状況が確認でき,液膜の表面から放射状に微小な液粒子の速い飛散が認められた.
4.クロム皮膜面では450℃を越えると,分裂した液滴の一部が加熱面と薄い蒸気膜を介して接触を保つようになり,その蒸気膜の崩壊時に爆発的な微小液粒子の飛散が生ずることが確認できた.これを誘起するものはマイクロバブルであり,これは薄い蒸気膜崩壊に伴う固液接触時に生ずることが判明した.

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] Shigeaki INADA,Wen-Jei YANG,Shigeru UCHIYAMA and Jun SONG: "Heat Transfer Effectiveness of Saturated Drops in the Non-Wetting Regime Impinging on a Heated Surface"JSME International Journal. Vol.43 No.3. 468-477 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeaki INADA adn Wen-Jei YANG: "Ebullition in a Liquid-Liquid Direct Contact System"Proceedings of Boiling 2000 Phenomena and Emerging Applications held at Anchorage, U.S.A., April 30-May 5, 2000. Vol.1. 308-330 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeaki INADA,Wen-Jei YANG and Yohei KAWAHARA: "Visualization of the Micro-Bubble Generated in the Droplet Impinging on the Heated Quartz Surface"Proceedings of the Fourth JSME-KSME Thermal Engineering Conference Held at Kobe, October 1-6, 2000. Vol.1. 331-336 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 稲田茂昭,Wen-Jei Yang,川原洋平: "石英加熱面上に衝突する液滴の固液接触挙動"第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vol.3. 799-800 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 稲田茂昭,松元純一: "加熱面に衝突する液滴の沸騰挙動"日本機械学会東北支部第36期総会講演会論文集. No.011-1. 146-147 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 稲田茂昭,松元純一,高橋義光: "熱物性の異なる加熱透明固体面上での液滴の沸騰挙動"第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (印刷中). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeaki Inada: "Heat Transfer Effectiveness of Saturated Drops in the Non-Wetting Regime Impinging on a Heated Surface"JSME International Journal. Vol.43. 468-477 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeaki Inada: "Ebullition in a Liquid-Liquid Direct Contact System"Proceedings of Boiling 2000 Phenomena and Emerging, Vol.1 Applications held at Anchorage, U.S.A., April 30-May 5. 308-330 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeaki Inada: "Visualization of the Micro-Bubble Generated in the Droplet Impinging on the Heated Quartz Surface"Proceedings of the Fourth JSME-KSME Thermal Engineering Conference, Vol.1, Held at Kobe, October 1-6. 331-336 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeaki INADA,Wen-Jei YANG,Shigeru UCHIYAMA and Jun SONG: "Heat Transfer Effectiveness of Saturated Drops in the Non-Wetting Regime Impinging on a Heated Surface"JSME International Journal. Vol.43 No.3. 468-477 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeaki INADA and Wen-Jei YANG: "Ebullition in a Liquid-Liquid Direct Contact System"Proceedings of Boiling 2000 Phenomena and Emerging Applications held at Anchorage, U.S.A., April 30-May 5, 2000. Vol.1. 308-330 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeaki INADA,Wen-Jei YANG and Yohei KAWAHARA: "Visualization of the Micro-Bubble Generated in the Droplet Impinging on the Heated Quartz Surface"Proceedings of the Fourth JSME-KSME Thermal Engineering Conference Held at Kobe, October 1-6, 2000. Vol.1. 331-336 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 稲田茂昭,Wen-Jei Yang, 川原洋平: "石英加熱面上に衝突する液滴の固液接触挙動"第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vol.3. 799-800 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 稲田茂昭,松元純一: "加熱面に衝突する液滴の沸騰拳動"日本機械学会東北支部第36期総会講演会論文集. No.011-1. 146-147 (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 稲田茂昭,松元純一,高橋義光: "熱物性の異なる加熱透明固体面上での液滴の沸騰挙動"第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (印刷中). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 稲田茂昭: "非水溶液性液面へ衝突する水滴の表面流動模様の可視化"日本機械学会熱工学講演会講演論文集. NO.99-25. 131-132 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 稲田茂昭: "石英加熱面上での衝突液滴の沸騰挙動"日本機械学会東海支部第49期総会講演会講演論文集. NO.003-1. 17-128 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeaki INADA: "Ebullition in a Liquid-liquid Direct Contact System"United Engineering Foundation,Boiling 2000 proc,of phenomena and Emerging Applications,at Alasaka. vol.1(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 稲田茂昭: "石英加熱面上に衝突する液滴の固液接触挙動"日本伝熱学会第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集. vol.3(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Shigeaki INADA: "Visualization of the Micro-Bubble generated in the Droplet Impinging on the Heated Quartz Surtace"Proc.of the 4th JSME-KSME Thermal Engineering Conference. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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