| 研究概要 |
通常のCHFよりやや伝熱面温度の高いところで、50MW/sqmK以上の高熱流束を実現する気泡微細化沸騰について、本研究ではこれを、気泡崩壊時に発生するマイクロジェットによる液体の伝熱面への強力な供給により、固液接触がCHF以上の高温、高熱流束まで維持されて生じるものと考え、気泡の成長、崩壊の挙動をより詳細に観察するとともに、その時の圧力変動および伝熱面直上での局所温度変動を同時に測定することにより、マイクロジェットの存在を確認するとともに、その解析から伝熱の機構を考察することを目的とする。
本年度は昨年度に引き続き、水平上向き伝熱面に沿って横からサブクール水を並行に供給する系について、さらに広範囲に流速とサブクール度を変化させながら、気泡微細化領域での気泡の成長、崩壊の挙動を高速ビデオに13,000コマ/秒程度で撮り、同時に伝熱面近傍の液体中の圧力変動との同期測定を行った。その結果、S-MEB Iでは圧力変動の波形にはいくつかのピークが存在し、それらが先頭の比較的大きなピークと、それに続くやや小さい複数のピークの一連からなるピーク群の繰り返しで、気泡の崩壊直後に圧力が鋭いピークをもつ形で大きく上昇することが明らかになった。これらの特徴は、蒸気爆発で観測されるものと良く似たものである。
また、高速ビデオカメラで取り込んだデータを画像処理により解析し、気泡挙動を数値的に表すことを試みた。大きな気泡が伝熱面上に安定して存在する場合を除き、かなりの程度の評価が、特に崩壊過程について可能であることが示された。
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