| 研究課題/領域番号 |
19K14910
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 岡山大学 |
|---|
研究代表者 |
山田 寛 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (60758481)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
|
|---|
| キーワード | 液滴蒸発 / 液滴内流れ / PIV / 液滴内対流 / 内部対流 / 温度分布 / 蒸発 / 三相界線 / 物質堆積 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
液滴の蒸発が近接する他の液滴におよぼす影響を探求する．液滴蒸発は熱伝達の素過程として，様々な工業プロセスで見られる．しかし，この物理過程の研究は1つの液滴のみを扱ったものがほとんどであり，現実に見られる複数の液滴が近接して存在する系の知見は蓄積されていない．
本研究では，液滴が蒸発するときの挙動把握と液滴内部流れの可視化を組み合わせることで，液滴が近接することによって誘起される諸現象を解明する．加えて，微粒子を含んだ液滴でも実験を行うことで蒸発後に見られる堆積物形状の偏りを調査し，次世代印刷技術などに適用可能な現象の理解を推し進める．
|
| 研究成果の概要 |
液滴蒸発挙動の把握では，撥水面上に滴下した純水液滴1滴および液滴間の距離を変えた2滴について側面から蒸発の様子を観察した．その結果，液滴間の距離を近づけることで蒸発モードが遷移するまでに時間に変化が見られることを確認した．蒸発完了までの時間は液滴直径の1割程度まで近づけた条件では3割程度伸びることを確認し，液滴直径の3.5倍程度離すことで1液滴の蒸発と同程度となることを示した．また，レーザー光を用いた2液滴内対流の可視化実験では，近接側の三相界線から液滴頂点を経由して遠方側の三相界線に至る流れが観察された．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で注目した液滴蒸発は熱伝導の素過程として様々な工業プロセスで見られる現象である．特に，複数液滴の系は実環境では多くみられるものであるにも関わらず，研究の進んでいない領域であった．そのため，ここで得られた成果は2液滴のみならず，さらに多くの液滴が近接して存在する環境における蒸発現象や，蒸発によって誘起される液滴内の流れを理解するために重要である．また，工業的に応用されているスプレー冷却の効率的な運用やインクジェット印刷における物質堆積の理解などに役立つと考えられる．
|
