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宇宙空間での液滴流の捕集と飛散を分ける閾値の特定

研究課題

研究課題/領域番号 16686048
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 航空宇宙工学
研究機関北海道大学

研究代表者

戸谷 剛  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00301937)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円)
2005年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2004年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
キーワード液滴 / 捕集 / 飛散 / 液滴ラジエータ / Liquid Droplet Radiator / 閾値 / 微小重力 / 真空 / ウェーバー数 / オネソルジ数
研究概要

平成16年度は親油性表面での、平成17年度は疎油性表面での、液滴の飛散と捕集を分ける閾値について調べた。作動流体には、液滴ラジエータでの使用が考えられているシリコンオイル(信越化学工業株式会社KF96-50cSt)を用いた。シリコンオイルと親油性を持つ表面はアルミ面をもちいることで、疎油性を持つ表面はアルミ面に撥油剤(信越化学工業株式会杜KP-801)を塗布することで実現した。
宇宙空間(微小重力,真空環境)での液滴の捕集と飛散を模擬するために、液滴の衝突は真空チャンバー内で行い、航空機(ダイヤモンドエアサービス株式会社MU-300)を用いて微小重力実験を行った。
その結果、以下の知見を得た。
1.通常重力下での液滴の飛散と捕集を分ける閾値(K=We×Oh^<-0.4>)は、親油性表面で○○○、疎油性表面で○○○であることが分かった。
2.宇宙空間と通常重力下での液滴の捕集と飛散の結果を比較したところ、微小重力下と地上重力下での結果に違いがないことが分かった。
3.宇宙空間での液滴の飛散と捕集を分ける閾値は、微小重力実験の回数が少ないことから、はっきり特定することはできなかったが,1,2の結果より、通常重力下での閾値の値と違いがないことを推測することができた。
4.親油性表面と疎油性表面で液滴の捕集と飛散を分ける閾値に大きな違いがないことから、液滴回収器の表面は親油性でも疎油性でも良いことが分かった。
5.1.の結果は従来の報告よりも大きい値であり、使用した作動流体の粘性、表面張力の違いが原因と推測される。
6.液滴の捕集と飛散を分ける閾値は、液膜厚さには依存しないことが分かった。従来の報告よりも液滴速度が高速(○○〜○○m/s)であるため,液滴の持つ運動量により,液滴の衝突部の流体が排除され,液膜厚さがほぼ一定であったためであると推測された。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (2件)

  • [雑誌論文] NUMERICAL AND EXPERIMENTAL STUDIES ON CIRCULATON OF WORKING FLUID IN LIQUID DROPLET RADIATOR2006

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Totani
    • 雑誌名

      Acta Astronautica 掲載決定

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Study on Convergence of Droplet Streams under Microgravity2005

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Totani
    • 雑誌名

      Microgravity Science and Technology XVII-3

      ページ: 31-38

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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