| 研究課題/領域番号 |
08455104
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
飯田 嘉宏 横浜国立大学, 工学部, 教授 (90005299)
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| 研究分担者 |
高島 武雄 横浜国立大学, 工学部, 助手 (40197091)
奥山 邦人 横浜国立大学, 工学研究科, 助教授 (60204153)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| キーワード | マイクロアクチュエーター / 沸騰伝熱 / 急速沸騰 / 自発核生成 / 微小伝熱面 / 非定常沸騰 / 気泡挙動 / 蒸発 |
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| 研究概要 |
本研究は、液中に浸した微小伝熱面を通電した際の急速沸騰による液・気相変化を利用するマイクロアクチュエーターに関する基礎研究として、微小平面伝熱面および細線伝熱面を急速に加熱し、その際の気泡の発生、成長、消滅に関する基礎データを広い条件範囲について明らかにすることを目的とした。初年度においては、極微小平面伝熱面を最高2.6x10^8K/sの加熱速度で加熱し、温度を精密に測定しつつ、気泡発生温度、発生気泡数密度の変化、合体過程、成長過程、消滅過程について多くのデータを得ると共に解析した。その結果、核生成後の気泡挙動と伝熱挙動の全体像および両者の関係を明らかにした。特に自発核生成の実現とその後の沸騰伝熱挙動に関する実験結果は世界的にも初めてのものである。またこれらの実験結果に基づいて理論的考察を行い、過熱液層蒸発モデルを導出した。
次年度においては、10^9K/sに到る超高速加熱まで実験条件を広げ、特異な沸騰を観察し気泡径の最大値が加熱速度増加と共に小さくなることを示すなど、未知の多くの新事実を明らかにした。またこれの結果は過熱液層蒸発モデルで説明できることを示した。また、気泡挙動を観察しやすい細線過熱時についても広い条件範囲で実験を行い、気泡の成長・消滅挙動は大別して3種類に分けられること、および各タイプの内容などを明らかにし、アクチュエーターへの適用範囲について考察した。さらに、マイクロアクチュエーター実用時には、純成分液体より混合成分液体を使用することを鑑み、先ず二成分液体の急速過熱時の気泡発生条件について実験し、理論値と比較した。
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