| 研究課題/領域番号 |
15560174
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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 | 東京海洋大学 |
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研究代表者 |
井上 順広 東京海洋大学, 海洋工学部・海洋電子機械工学科, 助教授 (80251677)
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| 研究分担者 |
五島 正雄 東京海洋大学, 教授 (90016957)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
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| キーワード | 自然冷媒 / 接触角 / 光触媒 / 撥水 / 親水 / 凝縮 / 熱伝達 / アルミニウム / アンモニア |
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| 研究概要 |
本研究では、アルミニウム管に撥水性および親水性の表面処理を施した伝熱管を試作し、その撥水・親水性効果の凝縮伝熱における促進効果を純水・エタノール・HCFC123などの熱物性等が異なる物質に対し実験的に検証した。また、アルミニウム管等に施した撥水・親水性表面処理について試験板を作成し、静的接触角・動的接触角・転落角を測定によって、各表面処理の効果を定量的に測定した。その結果、以下の結論を得た。
(1)静的接触角は、表面仕様にかかわらず試験流体の表面張力が大きくなるにともない大きくなる。撥水性表面処理試験板の静的接触角は、純水およびアンモニアの場合はAL4β、エタノールの場合はAL4αの表面処理仕様が最も大きい値を示した。また、親水性表面処理試験板の静的接触角は、表面張力の差異や表面処理仕様に依らず、高い濡れ性が確認できた。
(2)撥水性表面処理試験板の動的接触角である前進角および後退角は、純水の場合はAL4α、アンモニアの場合はAL4が最も大きい値を示し、静的接触角とその傾向はほぼ同様であった。また、前進角は表面張力の差異に依らず、ほぼ一定の測定値を示し、後退角は表面張力が大きくなるほど小さい値を示した。
(3)撥水表面処理試験板上の液滴は、流体の表面張力が大きくなるほど比較的少ない滴下量で流れ落ちる。また、AL4αおよびAL6上の液滴が比較的少ない滴下量で流れ落ちることが観察され、その表面処理効果の優位性が確認できた。
(4)撥水性伝熱管は、表面張力が大きい純水の場合は滴状凝縮となり、凝縮面過冷度に対して高い熱流束を示した。また、凝縮熱伝達係数も高い値を示した。しかし、表面張力が小さいエタノールおよびHCFC123の場合は、いずれの撥水性表面処理伝熱管も膜状凝縮となり、水平円管に対するNusseltの値と一致し、その優位性は確認できなかった。
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