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微小重力で明らかにされる超流動ヘリウムの特異な膜沸騰の実相と伝熱促進効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22360361
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

木村 誠宏  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (10249899)

研究分担者 間宮 幹人  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー・材料・製造分野研究企画室, 主幹 (10358062)
高田 卓  核融合科学研究所, ヘリカル研究部装置工学・応用物理研究系, 助教 (30578109)
野澤 正和  秋田工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (60447183)
岡村 崇弘  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (90415042)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2010年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード超流動ヘリウム / 微小重力 / 伝熱促進効果 / 臨界熱流束 / 可視化技術 / 膜沸騰 / He II / 対流熱伝達 / 自由落下 / 単気泡 / 沸騰熱伝導 / 気泡の生成・消滅 / 蒸気膜厚さ / 界面熱抵抗 / 液相と気送間の熱抵抗
研究概要

超流動ヘリウム(He II)は、それ自身が超流動性や超熱伝導性などの特異性を持つだけではなく、沸騰においても非常に特異な特性を持っている。これまでHe II中の膜沸騰について多くの研究が行われたが、その特異性についてすべて理解されたとは云えない。むしろ、極低温中の可視化技術の発達や使用センサーの高感度化により、新しい現象が発見されているのが現状である。本研究は、微小重力落下棟を用いた沸騰可視化実験により重力効果によって隠されたHe II中の沸騰の物理現象を明らかにすることを目的とした。実験からHe II中の沸騰では液相への熱拡散の寄与が大きいことを示した。

報告書

(4件)
  • 2013 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (18件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Visualization study of Bubble Generation and Collapse in He II under Microgravity Condition2014

    • 著者名/発表者名
      S. Takada,N. Kimura,M. Mamiya,T. Okamura,M. Nozawa,at al.
    • 雑誌名

      Adv. Cryog. Eng.

      巻: Vol. 59 ページ: 292-299

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization Study of Bubble Generation and Collapse in He II under Microgravity Condition2014

    • 著者名/発表者名
      S. Takada, N. Kimura, M. Mamiya, T. Okamura, M. Nozawa, and M. Murakam
    • 雑誌名

      Adv. Cryog. Eng.

      巻: 59 ページ: 292-299

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visuali zation and temperature measurement duri ng vapor bubble growth in He II under microgravity condition2013

    • 著者名/発表者名
      S. Takada,N. Kimura,M. Mamiya,T. Okamura,M. Nozawa,at al.
    • 雑誌名

      Proc. of ICEC 24

      ページ: 119-122

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超流動ヘリウム中の特異な極低温膜沸騰現象2013

    • 著者名/発表者名
      野澤 正和
    • 雑誌名

      伝熱

      巻: 52

    • NAID

      10031146635

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Visualization and temperature measurement during vapor bubble growth in He II film boiling under microgravity condition2013

    • 著者名/発表者名
      S. Takada, N. Kimura, M. Mamiya, T. Okamura, M. Nozawa and M. Murakami
    • 雑誌名

      Proc. of ICEC 2014

      巻: 24 ページ: 119-122

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visuali zation study of difference between superf luid helium and normal helium film boil ing under microgravity condition2012

    • 著者名/発表者名
      S. Takada,N. Kimura,M. Mamiya,T. Okamura,M. Nozawa,at al.
    • 雑誌名

      Proc. o f 3^<rd> International Forum on Heat Transf er

      ページ: 83-83

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] VISUALIZATION STUDY OF DIFFERENCE BETWEEN SUPERFLUID HELIUM AND NORMAL-FLUID HELIUM FILM BOILING UNDER MICROGRAVITY CONDITION2012

    • 著者名/発表者名
      S. Takada, N. Kimura, M. Mamiya, T. Okamura, M. Nozawa and M. Murakami
    • 雑誌名

      Proc. of the 3rd International Forum on Heat Transfer

      巻: 3 ページ: 83-83

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visual observation of film boiling in saturated He II under microgravity using drop tow er2011

    • 著者名/発表者名
      S. Takada,N. Kimura,et al.
    • 雑誌名

      Proc. of ICEC 23

      ページ: 325-330

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization study of transition b etween the noisy and the silent film boil ing in He II around a thin wire heater2011

    • 著者名/発表者名
      S. Takada,M. Murakami,N. Kimura,et al.
    • 雑誌名

      Proc. of ICEC 23

      ページ: 319-323

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Develo pment of a Small He II Cryostat with Optical Windows for a Microgravity Exp eriment2011

    • 著者名/発表者名
      N. Kimura,S. Takada,et al.
    • 雑誌名

      Cryogenics

      巻: Vol. 51 号: 1 ページ: 74-78

    • DOI

      10.1016/j.cryogenics.2010.10.008

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visual observation of film boiling in saturated He II under microgravity using drop tower2011

    • 著者名/発表者名
      S.Takada, N.Kimura, et al
    • 雑誌名

      Proc.of ICEC 23

      ページ: 325-330

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization study of transition between the noisy and the silent film boiling in He II around a thin wire heater2011

    • 著者名/発表者名
      S.Takada, M.Murakami, N.Kimura, et al
    • 雑誌名

      Proc.of ICEC 23

      ページ: 319-323

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微小重力実験を目指した小型可視化窓付超流動クライオスタットの開発2010

    • 著者名/発表者名
      木村誠宏,高田卓,他
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 45巻 ページ: 238-243

    • NAID

      10026452690

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微小重力実験を目指した小型可視化窓付超流動クライオスタットの開発2010

    • 著者名/発表者名
      木村誠宏, 高田卓, 他
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 45 ページ: 238-243

    • NAID

      10026452690

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 微小重力中の細線ヒータ上におけるHe II中の臨界熱流束に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      高田卓,木村誠宏,他
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      ういんく愛知,名古屋
    • 年月日
      2013-12-04
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Visualiza tion study of Bubble Generation and C ollapse in He II under Microgravity C ondition2013

    • 著者名/発表者名
      S. Takada, N. Kimura, at al.
    • 学会等名
      CEC-ICMC 2013
    • 発表場所
      Anchorage,Alaska,USA
    • 年月日
      2013-06-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 微小重力中の細線ヒータ上におけるHe II 中の臨界熱流束に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      高田 卓, 木村 誠宏, 間宮 幹人, 永井 秀明, 村上 正秀
    • 学会等名
      2013年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      ういんく愛知、名古屋市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Visualization Study of Bubble Generation and Collapse in He II under Microgravity Condition2013

    • 著者名/発表者名
      S. Takada, N. Kimura, M. Mamiya, T. Okamura, M. Nozawa and M. Murakami
    • 学会等名
      CEC-ICMC2013
    • 発表場所
      Anchorage USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 可視化法を用いた微小重力中の超流動ヘリウムと常流動ヘリウムのプール沸騰熱伝達の研究2012

    • 著者名/発表者名
      高田卓,木村誠宏,間宮幹人,岡村崇弘,野澤正和,他
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ,福岡市
    • 年月日
      2012-11-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Visualization study of difference between superfluid helium and normal helium film boiling under microgravity condition2012

    • 著者名/発表者名
      S. Takada,N. Kimura,M. Mamiya,T. Okamura,M. Nozawa,at al.
    • 学会等名
      3^<rd> International Forum on Heat Transfer
    • 発表場所
      長崎市
    • 年月日
      2012-11-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Visualization and temperature measurement during vapor bubble growth in He II under microgravity condition2012

    • 著者名/発表者名
      S. Takada,N. Kimura,M. Mamiya,T. Okamura,M. Nozawa,at al.
    • 学会等名
      ICEC24-ICMC 2012
    • 発表場所
      福岡国際会議場,福岡市
    • 年月日
      2012-05-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 可視化法を用いた微小重力中の超流動ヘリウムと常流動ヘリウムのプール沸騰熱伝達の研究2012

    • 著者名/発表者名
      高田卓,木村誠宏, 間宮幹人, 岡村崇弘, 野澤正和、村上正秀
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会
    • 発表場所
      九州大西新プラザ、福岡市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] VISUALIZATION STUDY OF DIFFERENCE BETWEEN SUPERFLUID HELIUM AND NORMAL-FLUID HELIUM FILM BOILING UNDER MICROGRAVITY CONDITION2012

    • 著者名/発表者名
      S. Takada, N. Kimura, M. Mamiya, T. Okamura, M. Nozawa and M. Murakami
    • 学会等名
      3rd International Forum on Heat Transfer
    • 発表場所
      長崎市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Visualization and temperature measurement during vapor bubble growth in He II film boiling under microgravity condition2012

    • 著者名/発表者名
      S. Takada, N. Kimura, M. Mamiya, T. Okamura, M. Nozawa, and M. Murakam
    • 学会等名
      ICEC24-ICMC 2012
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 微小重力中のHe II膜沸騰の気液界面における熱伝達の研究2011

    • 著者名/発表者名
      高田卓、木村誠宏, 他
    • 学会等名
      2011年秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      石川県金沢市金沢歌劇座
    • 年月日
      2011-11-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Visualiza tion study of silent film boiling in He II under microgravity and under norm al gravity2011

    • 著者名/発表者名
      S. Takada, N. Kimura, at al.
    • 学会等名
      CEC-ICMC 2011
    • 発表場所
      Spokane, Washington, USA
    • 年月日
      2011-06-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Visualization study of silent film boiling in He II under microgravity and under normal gravity2011

    • 著者名/発表者名
      S.Takada, N.Kimura, at al
    • 学会等名
      CEC-ICMC 2011
    • 発表場所
      Spokane, Washington, USA
    • 年月日
      2011-06-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 微小重力下におけるHeII膜沸騰の蒸気膜挙動2010

    • 著者名/発表者名
      高田卓
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター, 鹿児島市
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 微小重力下におけるHeII膜沸騰の蒸気膜挙動2010

    • 著者名/発表者名
      高田卓
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2010-12-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Visual Observation of Film Boiling in Saturat ed He II under Micro Gravity using D rop Tower2010

    • 著者名/発表者名
      S. Takada, N. Kimura, et al.
    • 学会等名
      International Cryogenic Eng ineering Conference 23
    • 発表場所
      Wrocław, Poland
    • 年月日
      2010-07-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Visual Observation of Film Boiling in Saturated He II under Micro Gravity using Drop Tower2010

    • 著者名/発表者名
      S.Takada, N.Kimura, et al
    • 学会等名
      International Cryogenic Engineering Conference 23
    • 発表場所
      Wroclaw, Poland
    • 年月日
      2010-07-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 超流動ヘリウム中における細線ヒータ周りの膜沸騰モードと蒸気膜厚さの関係2010

    • 著者名/発表者名
      高田卓
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      川崎市産業振興会館
    • 年月日
      2010-05-13
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [図書] 超流動ヘリウム中の特異な極低温膜沸騰現象2013

    • 著者名/発表者名
      野澤正和
    • 出版者
      伝熱
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] 2011 at KEK Annual Repor t Vol.12012

    • 著者名/発表者名
      N. Kimura
    • 出版者
      KEK
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] 2011 at KEK Annual Report Vol.12012

    • 著者名/発表者名
      N. Kimura
    • 出版者
      KEK
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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