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急速冷却を革新する微小液滴蒸発の物理と表面性状効果

研究課題

研究課題/領域番号 24246038
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関九州大学

研究代表者

高田 保之  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70171444)

研究分担者 高橋 厚史  九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (10243924)
河野 正道  九州大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50311634)
研究協力者 SEFIANE Khellil  エディンバラ大学, 教授
KIM Jungho  メリーランド大学, 教授
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円)
2014年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2013年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2012年度: 32,110千円 (直接経費: 24,700千円、間接経費: 7,410千円)
キーワードスプレー冷却 / 表面粗さ / 濡れ性 / 液滴 / 固液接触 / 赤外計測 / Hydrothermal Wave / 湿度
研究成果の概要

急速冷却技術の革新のためには,液滴と高温面との相互作用に及ぼす表面性状の影響とそのメカニズムを理解することが重要である.本研究では,まず噴霧冷却の素過程である単一液滴蒸発に関して高速度赤外カメラにより固液接触部分の温度分布および熱流束分布を測定した.さらに,マイクロジェットディスペンサーを駆使した擬似スプレー冷却系での試験を実施し,表面粗さの影響や衝突時の各種因子の影響を調査した.影響因子の一つである衝突角度について調査し,高速度カメラの画像解析から高温面衝突時に液滴が表面を移動する現象を捉え,その移動特性と冷却特性の関係を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Effect of static contact angle on the droplet dynamics during the evaporation of a water droplet on the hot walls2014

    • 著者名/発表者名
      Deendarlianto, Yasuyuki Takata, Sumitomo Hidaka, Indarto, Adhika Widyaparaga, Samsul Kamal, Purnomo, Masamichi Kohno
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 71 ページ: 691-705

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.12.066

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic behavior of micrometric single water droplets impacting onto heated surfaces with TiO2 hydrophilic coating2014

    • 著者名/発表者名
      El-Sayed R. Negeed, M. Albeiruttya, Y. Takata
    • 雑誌名

      International Journal of Thermal Sciences

      巻: 79 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1016/j.ijthermalsci.2013.12.011

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of ambient pressure on Leidenfrost temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Daniel Orejon, Khellil Sefiane, and Yasuyuki Takata
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 90 号: 5 ページ: 053012-6

    • DOI

      10.1103/physreve.90.053012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2D Simulation of FV72 Sessile Droplet Evaporation in the Constant Contact Line Region2014

    • 著者名/発表者名
      S. Hussain, Y. Fukatani, M. Kohno, K. Sefiane, Y. Takata
    • 雑誌名

      International Review of Mechanical Engineering

      巻: 8 ページ: 52-61

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Behavior of small droplet impinging on a hot surface2014

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, S., Kohno, M., Tagashira, K., Ishihara, N., Hidaka, S., Takata, Y.
    • 雑誌名

      Heat Transfer Engineering

      巻: 35 号: 2 ページ: 204-211

    • DOI

      10.1080/01457632.2013.812496

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Patterns and Hydrothermal Waves (HTWs) in Volatile Drops2013

    • 著者名/発表者名
      Khellil Sefiane, Yuki Fukatani, Yasuyuki Takata, Jungho Kim
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 29 号: 31 ページ: 9750-9760

    • DOI

      10.1021/la402247n

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the surface roughness and oxidation layer on the dynamic behavior of micrometric single water droplets impacting onto heated surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      E.-S.R. Negeed, S. Hidaka, M. Kohno, and Y. Takata
    • 雑誌名

      International Journal of Thermal Sciences

      巻: 70 ページ: 65-82

    • DOI

      10.1016/j.ijthermalsci.2013.03.004

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High speed camera investigation of the impingement of single water droplets on oxidized high temperature surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      E.-S. R. Negeed, S. Hidaka, M. Kohno, Y. Takata
    • 雑誌名

      International Journal of Thermal Sciences

      巻: 63 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1016/j.ijthermalsci.2012.07.014

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of nanocarbon materials on surface wettability2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nishiyama, Takanori Nakayama, Koji Takahashi, Yasuyuki Takata
    • 雑誌名

      Proceedings of the 3rd International Forum on Heat Transfer

      巻: - ページ: 173-173

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat Transfer of Small Droplet Impinging onto a Hot Surface (Effects of Droplet Diameter,Impinging Velocity, Surface Roughness)2012

    • 著者名/発表者名
      Fukatani,Y., Fukuda, S., Hidaka, S., Kohno, M. and Takata,Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of the ECI-8th International Conference on Boiling and Condensation

      巻: - ページ: 1521-1521

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subcooled Boiling from a Surface with Spotted Patterns of Hydrophilic and Hydrophobic Coatings2012

    • 著者名/発表者名
      Tashiro, M., Suroto, B.J., Kakitani, T., Hidaka, S., Kohno, M. and Takata,Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of the ECI-8th International Conference on Boiling and Condensation

      巻: - ページ: 1520-1520

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 揮発性液滴の内部対流および蒸発速度に及ぼす周囲温度および湿度の影響2015

    • 著者名/発表者名
      喜多由拓,深谷侑輝,Orejon Daniel,河野正道,高田保之,Kim Jungho,Sefiane Khellil
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部総会・講演会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 揮発性液滴の蒸発に及ぼす周囲温度と湿度の影響2014

    • 著者名/発表者名
      深谷侑輝, Orejon Daniel, 河野正道, 高田保之, Kim Jungho, Sefiane Khellil
    • 学会等名
      日本機械学会 熱工学コンファレンス2014
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] HEAT TRANSFER OF SPRAY DROPLETS IMPINGING ONTO HOT INCLINED SURFACE2014

    • 著者名/発表者名
      T. Wakui, Y. Fukatani, S. Hidaka, M. Kohno and Y. Takata
    • 学会等名
      25th International Symposium on Transport Phenomena
    • 発表場所
      Krabi, Thailand
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The Effect of Humidity in Ambient Gas on HTWs in Volatile Drops2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fukatani, Masamichi Kohno, Yasuyuki Takata, Khellil Sefiane, Jungho Kim
    • 学会等名
      15th International Heat Transfer Conference
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 揮発性液滴の蒸発に及ぼす周囲湿度の影響2014

    • 著者名/発表者名
      深谷侑輝,涌井敬明,フセインスハイラ,河野正道,高田保之,セフィアンケーリル,キムジョンホ
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      浜松市
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Impinging Angle on Heat Transfer of Small Spray Droplets2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kohno, T. Wakui, Y. Fukatani, S. Hidaka, Y. Takata
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Heat Transfer and Fluid Flow in Microscale (HTFFM-V)
    • 発表場所
      Marseille, France
    • 年月日
      2014-04-22 – 2014-04-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Droplet Evaporation Using IR Thermography2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fukatani, Takaaki Wakui, Suhaila Hussain, Masamichi Kohno, Yasuyuki Takata, Khellil Sefiane, Jungho Kim
    • 学会等名
      International Symposium on Innovative Materials for Process in Energy Systems 2013
    • 発表場所
      福岡市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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