| 研究課題/領域番号 |
12650207
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
大田 治彦 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50150503)
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| 研究分担者 |
新本 康久 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (30226352)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | 沸騰 / 二相流 / マクロ液膜 / ミクロ液膜 / センサー |
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| 研究概要 |
高熱流束核沸騰領域においては、高い熱伝達係数とバーンアウト現象による沸騰危機とが表裏の関係にあり、核沸騰を利用した蒸発熱交換過程の安全上、この領域での熱伝達機構とバーンアウトへの移行条件の明確化を行なうことが重要である。
本研究では、まずコンダクタンス法を大幅に見直すことにより、気泡底部の液膜厚さの測定方法について詳細な検討を行い、熱伝達機構に関す定量的データを取得可能とした。すなわちi)電極まわりの電位分布の数値計算により、電流導入端子間隔と測定可能な液膜厚さの上限値の関係、電流導入電極間電流の全電流に占める割合について検討した。(ii)さらに、電圧測定電極間隔の低減が測定される抵抗値と液膜厚さの関係(感度)に与える影響を調べた。これにより、センサーの小型化の限界、センサーの最適電極配列について検討した。(iii)電気二重層内に蓄積された電荷のディスチャージに必要な時間を実験的に調べ、液膜厚さ測定の最小時間間隔について検討した。
またミクロ液膜の蒸発が支配的となる扁平気泡を伴う狭隘流路内核沸騰現象に関して、詳細映像と熱伝達データとを関連づけるために、透明ガラス管に金属薄膜をコーティングし、これに直接通電を行うことにより、発熱させるとともに、金属薄膜を抵抗温度計として、その電気抵抗値から表面温度を推定する方法について検討した。伝熱部を管群蒸発器を模したテストセクションに組み込み、管と管との間の間隙を変化させることにより、扁平気泡における気液界面挙動の観察と熱伝達特性の把握を行った。
これよりi)質量速度一定で間隙を小さくすると、熱伝達が促進する効果が確認できた。ii)間隙が小さい場合、質量速度の低下に伴って扁平気泡が大きく成長するので、伝熱促進効果は大きくなる。iii)扁平気泡の底部ではミクロ液膜内にドライパッチが明瞭に観察され、一般にこのような系においては、伝熱促進と伝熱劣化の相反する効果とが共存していることが確認された。
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