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サブク-ル液中の膜沸騰熱伝達は、蒸気膜および液体温度境界層内における流体の速度分布と温度分布によって記述される。本研究は、大気圧下の冷媒Rー113中における球周りのプ-ル膜沸騰を対象に蒸気膜厚、液体温度境界層厚さならびに境界層内温度分布を光学的手法を用いて測定し、既存の理論モデルを検証することが目的である。本年度は主として蒸気膜厚と境界層厚さの測定を行った。
試験槽は両端に窓を有するステンレス製の円筒形容器(内径100mm、長さ112mm)で、外部の循環恒温槽からの温水によって槽内の液体の温度を室温から飽和温度まで調節できる。試験球は直径10mmの白金球で、その中心温度は熱電対により測定される。試験球を槽外で所定の温度に加熱した後液内に浸没させて膜沸騰を起こさせ、核沸騰に遷移するまでの間以下の光学的測定を行った。蒸気膜厚の測定にはレ-ザ-ビ-ム法を用いた。ホログラフィ干渉法により球表面から液体温度境界層外縁までの距離を測定し、この距離と蒸気膜厚との差として境界層の厚さを求めた。また、気液界面は振動していることが分かったので、その周波数と振幅についても調べた。実験は液サブク-ル度、球過熱度、球周りの位置をパラメ-タとして行ったが、その結果以下の知見を得た。
・蒸気膜厚は球過熱度の低下とともにほゞ直線的に減少し、また液サブク-ル度が低くなるほど増加する。
・気液界面の振動周波数は球過熱度がある値より高い時にはほゞ一定であるが、それより低くなると球過熱度の低下とともに上昇する。液サブク-ル度が高くなると周波数は上昇する。
・気液界面の振動の振幅は過熱度の低下とともに減少し、液サブク-ル度の上昇とともに減少する。
・液体境界層厚さは球過熱度によらずほゞ一定で、液サブク-ル度の上昇とともに増加する。
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