| 研究概要 |
(1)まず,金属裸面における熱伝達特性を調べるため,電気炉で所定の温度(750℃)まで加熱された銀製円盤(直径30mm,厚さ10mm)を2流体ノズルから噴出する水・空気二相噴流(ミスト流)により急冷した。急冷中の試験体の温度変化は,熱電対からの電気信号をAD変換ボードを通してパーソナルコンピュータによって制御されたMDディスクドライバに転送することによって連続収録するとともに,プリンタに出力して常時モニタした。実験パラメータとして,水過冷度(82K),平均粒径(27〜66μm),質量速度(0.04〜0.78kg/m^2s),空気の流速(3〜7m/s)を変化させて,熱伝達特性に及ぼす影響を明らかにした。
(2)次に,試験体に熱伝導性の悪い耐熱塗料を焼き付けることによて表面熱抵抗層を設け,これを用いて上記(1)の裸面の場合と同様に実験を行い,熱伝達特性に及ぼす熱抵抗層の厚さ(3〜38μm)の影響を調べた。熱抵抗層を設けることにより,ミスト冷却熱伝達が大幅に促進されること,熱抵抗層が厚いほど伝熱促進効果が大きくなることが明らかになった。この傾向は,先に報告した浸漬冷却と同じであって,膜沸騰状態でも液体が伝熱表面の一部に間欠的に接触するとにより,膜沸騰から遷移沸騰へ早期に移行するためであるとする間欠性固液接触モデルの妥当性が確認された。
(3)今後,熱抵抗層を有する試験体を用いて,水の過冷度,平均粒径,質量速度,空気の流速などの実験パラメータを広範囲に変化させた実験を行うことによりミスト冷却の制御技術を確立する予定である。また,先に浸漬冷却を対象として開発した間欠性固液接触モデルをミスト冷却へ拡張し,上記の実験で得られた結果と比較,検討する。
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