| 研究課題/領域番号 |
22K18771
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
井上 智博 九州大学, 工学研究院, 准教授 (70466788)
|
|---|
| 研究分担者 |
王 振英 九州大学, 工学研究院, 助教 (20896633)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
|
|---|
| キーワード | 金属液滴 / 温度計測 / 質量分析 / 発生ガス計測 / 凝縮相 / 連鎖分裂 / 液体金属 / 液滴 / ToF / 凝縮相反応 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
近年，高温の金属液滴の内部で凝縮相反応に駆動されて発泡し，液滴が連鎖的に分裂を繰り返す，連鎖分裂現象が発見された．特に，沸点よりもはるかに低温で，凝縮相反応に起因して金属液滴内部に気泡生成する点が興味深い．しかし，その機構は流体工学上の未解決課題である．そこで本研究では，二色温度法を適用した高速温度計測と，発生ガス種のその場分析が可能な唯一の手法であるInfi-TOF（マルチターン質量分析）を同期した新しい複合分析法を用いて，まさに連鎖分裂するときの液滴温度と発生ガス種計測することで，熱流体工学の常識を超えた凝縮相の連鎖分裂機構を探究する．
|
| 研究実績の概要 |
近年，高温の液滴が自発的に10回も分裂を繰り返す『連鎖分裂』が発見・報告され，新たな熱流体現象として注目されている．しかし，現状では，連鎖分裂を駆動する，液滴内部で発生するガス種が不明なことから，なぜ連鎖分裂が発生するのか？という根本的な疑問すら未解明である．エネルギー変換効率に優れる連鎖分裂の工学的応用に向けて，本研究は，液滴温度と発生ガス種を同時計測可能な手法を開発するとともに，実現象に適用することで，連鎖分裂機構を解明することが目的である．
初年度は，グラインダーおよび手持ち花火から発生した，炭素鋼とチタンの金属液滴を対象に，輝度比(R/G)と温度の関係を校正した二色温度計測を実施した．融点が比較的低い炭素鋼について，液滴温度を非定常的に計測できることを確認した．その結果，液滴が分裂した直後に温度低下することが明らかになった．他方，融点が高いチタン液滴については，温度校正範囲の上限温度を上回り，定量的な温度計測が困難であった．並行して，マルチターン質量分析を用いたその場のガス種計測を試みた．これらの結果から，二色温度とガス種の新たな複合分析の実現可能性を示すことに成功した．同時に，凝縮相反応に起因する発生ガス種を特定するためには，同複合分析の効率化と，実験結果の分析についてさらなる改良の余地があり，次年度の課題を明確化した．
本年度の研究成果を，査読付き論文および学会発表を通じて公表した．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
調書の予定に従って，順調に進捗している．
|
| 今後の研究の推進方策 |
調書の計画をさらに推進すべく，今後は複合分析の効率化を図る．
研究遂行にあたって問題はない．
|
