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撥水面上に存在する過冷却下の沸騰気泡における熱輸送メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 25630068
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
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)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード沸騰 / 濡れ性 / 撥水 / 気泡 / 溶存空気 / 沸騰開始 / 熱工学
研究成果の概要

撥水面上では,過冷却下でも容易に気泡が発生し,沸点以下の伝熱面温度でも気泡が周期的に発生し離脱する現象が観察されたが,本研究ではこの現象が生じるメカニズムを明らかにした.この現象には溶存空気が重要な役割を担っていると想定し,その影響を確認するために,溶存空気が液中に含まれている状態(Open)とほぼ完全に取り除いた状態(Close)で実験を行った.その結果,過冷却下で存在する蒸気膜は,蒸気と空気の混合物であることが結論付けられた.溶存空気は沸騰初期において伝熱促進効果を有することが明らかとなった.以上の結果は新たな知見であり,沸騰科学の進展に大いに貢献できたといえる.

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Bubble activation from a hydrophobic spot at “negative” surface superheats in subcooled boiling2015

    • 著者名/発表者名
      Biao Shen, Bambang Joko Suroto, Sana Hirabayashi, Masayuki Yamada, Sumitomo Hidaka, Masamichi Kohno, Koji Takahashi, Yasuyuki Takata
    • 雑誌名

      Applied Thermal Engineering

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metastable Nanobubbles at the Solid–Liquid Interface due to Contact Angle Hysteresis2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nishiyama, Yutaka Yamada, Tatsuya Ikuta, Koji Takahashi, Yasuyuki Takata
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 600 号: 3 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1021/la5036322

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Hydrophobic-Spot Periphery and Subcooling on Nucleate Pool Boiling from a Mixed-Wettability Surface2013

    • 著者名/発表者名
      Bambang Joko Suroto, Masahiro Tashiro, Sana Hirabayashi, Sumitomo Hidaka, Masamichi Kohno, Yasuyuki Takata
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: 8 号: 1 ページ: 294-308

    • DOI

      10.1299/jtst.8.294

    • NAID

      130003366736

    • ISSN
      1880-5566
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] サブクール状態における撥水斑点上の単一気泡の周期的成長・離脱におよぼす溶存空気の影響2015

    • 著者名/発表者名
      山田将之,古里健人,Biao Shen,日高澄具,河野正道,高橋厚史,高田保之
    • 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] Effect of Dissolved Air and Subcooling on Bubble Nucleation from a Hydrophobic Spot2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Takata
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Micro & Nanoscale Phase Change Heat Transfer
    • 発表場所
      Galveston, TX, USA
    • 年月日
      2015-01-11 – 2015-01-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ブクール沸騰気泡の成長におよぼす溶存空気の影響2014

    • 著者名/発表者名
      山田将之, 古里健登, Biao Shen, 日高澄具, 河野正道, 高橋厚史, 高田保之
    • 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] Effect of Dissolved Air on Subcooled Pool Boiling from a Mixed Wettability Surface2014

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Yamada, Bambang Joko Suroto, Biao Shen, Sumitomo Hidaka, Masamichi Kohno, Koji Takahashi, Jungho Kim and Yasuyuki Takata
    • 学会等名
      Eurotherm Seminar 101: Transport Phenomena in Multiphase Systems
    • 発表場所
      Krakow, Poland
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 親水・撥水複合伝熱面におけるサブクール沸騰 -溶存空気の影響2014

    • 著者名/発表者名
      山田将之,Suroto Bambang,平林佐那,Shen Biao,日高澄具,河野正道,高橋厚史,高田保之
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Observation of periodic bubble nucleation on a hydrophobic spot at negative surface superheats under subcooled conditions2014

    • 著者名/発表者名
      Biao Shen, Bambang Joko Suroto, Sana Hirabayashi, Masayuki Yamada, Sumitomo Hidaka, Masamichi Kohno, Koji Takahashi, Yasuyuki Takata
    • 学会等名
      10th Heat Transfer Symposium 2014
    • 発表場所
      Beiging, China
    • 年月日
      2014-05-06 – 2014-05-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Subcooled local film boiling on a hydrophobic spot2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takata, B.J. Suroto, M. Tashiro, S. Hidaka, M. Kohno & K. Takahashi
    • 学会等名
      9th UK-Japan Seminar on Multi-Phase Flows 2013
    • 発表場所
      Brunel University, London, UK
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Wettability Effects in Boiling Heat Transfer2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takata, B.J.Suroto, M. Tashiro, S. Hidaka, M.Kohno
    • 学会等名
      the 8th International Conference on Multiphase Flow (ICMF2013)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Photographic Study on the Effects of Hydrophobic-Spot Size and Subcooling on Local Film Boiling2013

    • 著者名/発表者名
      B. J. Suroto, M. Tashiro, S. Hirabayashi, S. Hidaka, M. Kohno, K. Takahashi, Y. Takata
    • 学会等名
      The ASME 2013 11th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels
    • 発表場所
      Sapporo
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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