ナノ構造面による気泡運動制御とマルチスケール解析を用いた二相伝熱機構の総合的理解

• 研究課題/領域番号: 25420160
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 北川 石英 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (80379065)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 混相流 / 熱伝達 / 機能面 / 気泡運動制御

研究成果の概要

本研究では，気泡の運動特性に対する壁面濡れ性の影響を調査した．その結果，壁面の濡れ性が良いほど，壁面近傍での気泡存在頻度が高くなり，その結果として，気泡の上昇速度が増加することがわかった．また，局所的に濡れ性が異なる機能面を用いて，自然対流気泡流の実験を行ったところ，熱伝達率が最大5 %増加した．この伝熱促進は，撥水領域での気泡の捕獲によって，伝熱面遠方への気泡の拡散が抑制されたためである．

研究成果

• [雑誌論文] ミリバブル群による自然対流熱伝達の促進に対する伝熱板傾斜角度の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北川石英, 奥達明, 大里拓也, 村井祐一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 80 号: 811 ページ: TEP0044-TEP0044
  • DOI: 10.1299/transjsme.2014tep0044
  • NAID: 130003399149
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり
• [学会発表] 上昇気泡群を含む傾斜加熱平板自然対流の可視化画像計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 雲川翔太，木村幸裕，北川石英，村井祐一
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会2015
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2015-10-10
• [学会発表] Experimental study on wall-attachment of microbubbles using different surface wettabilites (2015)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Nagai, Takato Tabuchi, Atsuhide Kitagawa, Yuichi Murai
  • 学会等名: Proc. 9th International Symposium on Measurement Techniques for Multiphase Flows
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-09-23
  • 国際学会
• [学会発表] Flow and heat transfer characteristics of natural convection from an inclined heated plate in water with millimeter bubble injection (2015)
  • 著者名/発表者名: Shota Kumokawa, Yukihiro Kimura, Atsuhide Kitagawa, Yuichi Murai
  • 学会等名: Proc. 9th International Symposium on Measurement Techniques for Multiphase Flows
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-09-23
  • 国際学会
• [学会発表] 自然対流気液二相流の計測と制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北川石英
  • 学会等名: 混相流シンポジウム2014
  • 発表場所: かでる2・7
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-07-30
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental study on natural convection two-phase heat transfer from an inclined heated plate in water (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsuhide Kitagawa, Takuya Ozato, Toshihiro Horii, Yukihiro Kimura, Yuichi Murai
  • 学会等名: The 16th International Symposium on Flow Visualization
  • 発表場所: Okinawa Convention Center
  • 年月日: 2014-06-24 – 2014-06-28
• [学会発表] Visualization of bubble motion in a horizontal channel using different surface conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsuhide Kitagawa, Michihiro Goto, Yukihiro Kimura, Yoshihiko Oishi, Yuichi Murai
  • 学会等名: The 16th International Symposium on Flow Visualization
  • 発表場所: Okinawa Convention Center
  • 年月日: 2014-06-24 – 2014-06-28
• [学会発表] 上昇気泡群の運動特性に対する壁面傾斜角度と壁面濡れ性の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀井俊宏，北川石英，村井祐一
  • 学会等名: 可視化情報シンポジウム2014
  • 発表場所: 工学院大学
• [学会発表] 自然対流気液二相流の計測と制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北川石英
  • 学会等名: 混相流シンポジウム2014
  • 発表場所: 道民センター「かでる2・7」
  • 招待講演